Белковые ингибиторы протеолитических ферментов и их роль в формировании гомеостатических реакций у растений

Ибрагимов, Ринат Исмагилович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Белковые ингибиторы протеолитических ферментов и их роль в формировании гомеостатических реакций у растений
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Белковые ингибиторы протеолитических ферментов и их роль в формировании гомеостатических реакций у растений"

1 ' , ' 7 у г

РГ6 од '

I 8 На правах рукописи

Ибрагимов Ринат Исмагилович

БЕЛКОВЫЕ ИНГИБИТОРЫ ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ И ИХ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ ГОМЕОСТАТИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ У РАСТЕНИЙ

03.00.04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

УФА -1999

Работа выполнена в Башкирском государственном университете и в Отделе биохимии и цитохимии Уфимского научного центра РАН

Научные консультанты: доктор биологических наук,

профессор Мосолов В.В. доктор биологических наук, профессор Ахметов P.P.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Гаврилюк И.П. доктор технических наук, профессор Попов М.П.

доктор биологических наук, профессор Нигматуллин Т.Г.

Ведущая организация: НИИ физико-химической биологии им.

А.Н.Белозерского Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Защита диссертации состоится " /О" £ 999 г. в часов

на заседании диссертационного Совета Д 0M.35.0I при Башкирском государственном медицинском университете (425000, г. Уфа, ул. Фрунзе, 47)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного медицинского университета

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор медицинских наук, профессор

Давлетов Э.Г.

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Белки-ингибиторы протеолитических ферментов обнаружены в тканях животных, растений и в микроорганизмах (Мосолов, 1971;, 1983; 1988; Ryan, 1973; 1981; Laskowski, Kato, 1980; Füchardson, 1977; Мосолов,; Валуева, Мосолов, 1995). Общим свойством этих молекул является способность образовывать с ферментами устойчивые комплексы, что приводит к обратимому подавлению протеолитической активности. Широкое распространение ингибиторов в живой природе свидетельствует, что подавление протеолитичесекой активности этими молекулами является универсальным и весьма эффективным способом регуляции метаболизма у живых организмов. Исследования, проведенные на животных и человеке, показали, что многие тяжелые заболевания сопровождаются нарушением физиологического баланса активностей протеиназ и их ингибиторов (Ohtani, Saito, 1985; Бугай, 1986; Хоменко, 1990; Проворотов , Семенкова, 1991; Fracois, Veronique, John, 1997).

Несмотря на определенные успехи в изучении структуры, физико-химических свойств, механизмов взаимодействия с ферментами, биологическая роль ингибиторов остается малоизученной. Предполагается, что они принимают участие в регуляции многих биохимических и физиологических процессов в онтогенезе. Эти молекулы также могут участвовать в формировании защитных реакций растений при действии патогенных микроорганизмов и вредных насекомых. Однако, сведения о физиологической роли ингибиторов протеиназ пока еще немногочисленны и представления об этом в значительной степени имеют предположительный характер. Не изучен вопрос об участии ингибиторов протеиназ в формировании гомеостатистических реакций у растений, т. е. их способности противостоять изменениям и сохранять динамическое постоянство состава и свойств при действии различных факторов среды. В этом направлении весьма важные сведения могли бы дать исследования активности и молекулярной гетерогенности этих белков у гетерозисных гибридов растений, обладающих, как известно более широкими адаптивными возможностями, чем их родительские формы. Это позволило бы получить ценную информацию о физиолого-биохимических причинах гетерозиса и значении ингибиторов протеиназ в создании гетерозисного состояния у растений. В литературе практически отсутствуют экспериментальные данные о взаимодействии протеиназ и ингибиторов в растениях при заражении их патогенными микроорганизмами. Весьма важным в теоретическом и практическом плане представляются поиск и изучение соединений, способных индуцировать активность ингибиторов протеиназ в тканях растений. Исследования в этом направлении позволят разработать принципиально новые подходы к созданию эффективных защитных препаратов, активирующих процессы формирования признака "устойчивости" у растений. Соответственно, участие ингибиторов протеиназ в формировании

гомеостатистических реакций нами рассматривается на различных модельных системах: гетерозис, патогенез у устойчивых и восприимчивых форм растений, в частности при поражении грибными возбудителями, а также при изменении условий произрастания, действии на растения физиологически активных соединений.

Цель и за дачи исследований. Настоящая работа посвящена изучению закономерностей взаимодействия протеолитических ферментов и их белковых ингибиторов при различных физиологических состояниях растений и оценке значения белковых ингибиторов в формировании защитных реакций, соответственно, нами были поставлены следующие задачи:

- разработка метода определения активности ингибиторов, находящихся в составе комплекса "фермент-ингибитор";

- разработка метода определения активности желатингидролизующих протеиназ и их ингибиторов;

- изучение активности внеклеточных и мицелиальных протеиназ патогенных грибов Fusarium и Helminthosporium;

- исследование молекулярной множественности, относительной активности ингибиторов трипсина, химотрипсина, ингибиторов протеиназ патогенных грибов в семенах и вегетативных органах растений;

- изучение молекулярной множественности и относительной активности протеиназ и их ингибиторов у гетерозисных гибридов кукурузы;

- изучение активности протеиназ и их ингибиторов в тканях восприимчивых и устойчивых сортов растений при заражении их патогенными грибами;

- изучение влияния фунгицидов, фитотоксичных метаболитов патогенных грибоз, защитных препаратов биологического происхождения на активность протеиназ и их ингибиторов в растениях;

Научная новизна работы. Получены новые данные о связи ингибиторов протеиназ с гетерозисом и формированием защитных реакций при действии внешних факторов. Показано, что в тканях растений ингибиторы могут находиться в свободной и связанной формах. Свободные формы ингибиторов являются функционально активными и могут подавл ять действие протеолитических ферментов, в т.ч. и протеиназ экзогенного происхождения. Фитотоксичные метаболиты патогенов повышают протеолитическую активность и снижают содержание свободных форм ингибиторов в тканях растений, что способствует усилению процессов патогенеза. Впервые показано, что защитные препараты химического и биологического происхождения индуцируют синтез ингибиторов протеиназ в растительных тканях и повышают таким образом их устойчивость к действию возбудителей болезней. Патогенные грибы рода Fusarium и рода Helminthosporium способны секретировать в окружающую среду протсолитические ферменты, активность которых подавляется белками из запасающих и вегетативных органов растений. При прорастании часть

ингибиторов внеклеточных протеиназ патогенов из семян диффундируют в окружающую среду. Ингибиторы протеиназ из растений способны связываться с углеводными компонентами клеточных мембран патогенов и агглютинировать споры ряда патогенных грибов.

Положения, выносимые на защиту:

- новые методы определения активности ингибиторов протеиназ;

- механизм действия ингибиторов протеиназ как защитных белков, заключающийся в диффузии ингибиторов из растительных тканей и связывании их с клеточными стенками грибных патогенов;

- зависимость активности протеолитических ферментов и их ингибиторов у растений от действия внеклеточных фитотоксичных метаболитов патогенов;

- длительная индукция активности ингибиторов протеиназ в тканях растений под действием защитных препаратов химического и биологического происхождения, способствующее повышению их устойчивости к возбудителям болезней.

Апробация результатов. Основные результаты исследований были представлены на Всесоюзной конференции "Геном растений; (Черновцы, 1983), Всесоюзном семинаре "Белки растений - генетические маркеры в селекции" (Ленинград, 1983), конференции "Генетико-селекционные исследования на Урале" (Свердловск, 1984, 1987), ЫУ Всесоюзных конференциях молодых ученых (Петрозаводск, 1983; Москва, 1986; Петрозаводск, 1988; Минск, 1990), 5-ом съезде Всесоюзного биохимического общества (Киев, 1986), У111 Всесоюзном совещании " Иммунитет растений к болезням и вредителям" (Рига, 1986), II Всесоюзном симпозиуме "Молекулярные механизмы генетических процессов" (Москва, 1990), II Всесоюзном совещании "Генетика развития" (Ташкент, 1990), конференции генетиков Поволжья и Урала (Челябинск, 1991), I Всесоюзном симпозиуме "Новые методы биотехнологии растений" (Пущино, 1991), на конференции "Проблемы генетики и селекции на Урале" (Екатеринбург, 1992), I съезде ВОГиС (Санкт-Петербург, 1994), симпозиуме "Физико-химические исследования в физиологии растений" (Пенза, 1996), Международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 1997), 2-ом съезде биохимического общества РАН (Москва, 1997), международной школе "Проблемы теоретической биофизики" (Москва, 1988), 11-ом конгрессе Европейского общества физиологов растений (РЕБРР) ( Варна, 1998), 7-й Международной конференции "Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье" (Алушта, 1998).

Публикации. Результаты исследований изложены в 62 научных публикациях. В автореферате приводится список основных публикаций, включая I авторское свидетельство на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части ( 5 глав), выводов, списка использованной литературы, включающий 364 названия (170 отечественных и 194 зарубежных источников). Работа изложена на 249 страницах, включая 44 таблицы и 33 рисунка.

Ма териалы и методы иследова ний

В опытах были использованы сорта мягкой и твердой пшеницы, ржи, гибриды и линии кукурузы, сорта гороха, гречихи посевной, гречихи татарской, эспарцета, люцерны, картофеля.

Семена гибридов, линий и сортов растений получали из селекционно-семеноводческих и научных учреждений: Чишминского селекцентра, НПО "Башкирское" БНИИЗиС РАСХН, НИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова.

Культуры грибов Fusarium oxysporum , F. solani, F.sambucinum, F.gibbosum, F.graminearum, F.culmorum, F.lateritium, F.moniliforme были получены из Всесоюзной коллекции микроорганизмов и поддерживались на агаровой среде. Грибы Fusarium sp. и Helmithosporium sativum Pam. выделяли из растительных остатков по описанным методикам (Бенкен, Гри-чишкина, Хацкевич, 1988) и выращивали на жидких средах. Патогенность культур грибов определяли на проростках пшеницы сорта Московская 35 (Григорьев, 1976). Устойчивые к фунгицидам формы грибов получали путем пассирования штаммов на средах с возрастающей концентрацией фун-гицидных препаратов в культуральной среде.

В полевых условиях растения выращивали по принятой для зоны агротехнике. В лабораторных условиях растения выращивали на светоплощадке при температуре 24-26°С, с 16-часовым светопериодом

Заражение проростков пшеницы септорией (Septoria nodorum Berk) проводили в лабораторных условиях опрыскиванием их суспензией спор (James, 1971), корневой гнилью (H.sativum) - поливом основания стеблей растения суспензией конидий гриба (Кумачева, Попов, 1976).

Заражение растений пшеницы пыльной головней (Ustilago tritici), проводили в полевых условиях вакуумным методом в период цветения (Кривченко, 1960, 1984).

Обработку растений фунгицидными препаратами в полевых условиях проводили на мелких делянках размером 5x10м путем опрыскивания водными растворами и эмульсиями. В лабораторных условиях проростки опрыскивали растворами фунгицидов, покоящиеся семена и клубни выдерживали в растворах в течение 1 час.

Работы по выделению и идентификации грибов, заражению растений патогенами проводили совместно с сотрудниками Отдела биохимии и цитохимии Уфимского научного центра РАН.

Белки из растений и грибов экстрагировали 0,05 M трис-НС1-буфером, рН-8.0, 0,05 M NaCl или дистиллированной водой в течение 4-12 час. Объем экстрагента для каждого случая подбирали экспериментально.

Активность протеолитических ферментов определяли по гидролизу казеина (Петрова, Вшшцюнайте, 1966), N.a-бензоил -DL-аргинин -4-нитроанилида (БАПНА) (Erlanger, Kokowski, Cohen, 1961). Для определения протеиназ гидролизующих желатин применяли разработанный нами метод с использованием фотопластинок.

Активность ингибиторов определяли по скорости торможения гидролиза казеина, БАПНА, желатина соответствующими протеиназами и рассчитывали по разнице значений активности фермента без ингибитора и с ингибитором. Активность связанных и свободных ингибиторов протеиназ определяли по приросту ингибиторной активности после нагревания экстрактов при температуре 70-90 °С (Ибрагимов, Яковлев, Ахметов, 1986).

Аффинную хроматографию ингибиторов протеиназ проводили на иммобилизованном трипсине и химотрипсине с использованием BrCN -активированной агарозы (Axen, Porath, Ernbak, 1967, Лушникова и др.,1975), лектинов из семян пшеницы на овогеле (Панасюк, Луцик, 1981).

Агглютинирующую активность препаратов определяли по реакции осаждения эритроцитов крови кроликов на микротитраторе "Такачи" (Венгрия).

Изоэлектрическое фокусирование белков проводили на горизонтальных ПААГ-пластинах, взяв за основу описанные в литературе методы (Bruhn, Djurtoft, 1977; Burdett, Whitehead, 1977) на приборе Мультифор Л КБ -2117 (Швеция).

Для определения концентрции белка в растворах использовали метод М. Бредфорд (Bradford, 1976) и измерение оптической плотности растворов при длине волны 280 нм. Калибровочную кривую составляли по концентрации бычьего сывороточного альбумина и по а- химотрипсина.

Статистическую обработку полученных данных проводили по Б.А.Доспехову (1985).

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИНГИБИТОРОВ ПРОТЕИНАЗ (РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ)

Изучение функций ингибиторов протеиназ предполагает исследование их участия в регуляции активности специфических протеолитических ферментов. Для этого необходимо одновременное выявление ¡л изучение в тканях растений взаимоспецифичных протеиназ и белков-ингибиторов. В литературе описаны методы, основанные на многоступенчатом разделении

компонентов комплекса " протеиназа-ингибитор" (Фурсов, 1975; Gennis, Cantor, 1976).

Разработанный нами метод основан на различиях в термостабильности молекул фермента и его ингибитора. Мы предположили, что процесс биохимического разделения протеиназ и их ингибиторов можно заменить селективной денатурацией конформационно лабильных молекул протеиназ. Поскольку денатурированная протеиназа не способна разорвать пептидную связь и взаимодействовать с белком-ингибитором, то возникновение или увеличение ингибирующей активности в экстрактах после избирательной инактивации протеиназ может дать информацию о наличии связанных протеиназ и ингибиторов. Возможность применения такого подхода мы изучили на модельной системе, используя коммерческие препараты трипсина и ингибитора трипсина (табл. 1).

Таблица 1

Активность трипсина (мЕ/мл) и его ингибиторов (мИЕ/мл) в составе модельного комплекса_

Варианты опыта Исходная активность Суммарная активность

трипсина ингибитора трипсина ингибитора

трипсин: ингибитор (мг:мг)

1:1 0 0,46 ±0,05 7,28 ±0,12 7,74 ±0,10

2:1 6,93 ±0,10 0 14,45 ±0,13 7,52 ±0,07

1:2 0 6,70 ±0,08 8,70 ±0,09 15,40 ±0,12

Как видно, в растворах с равными концентрациями трипсина и ингибитора, все молекулы фермента находятся в составе образующихся комплексов. Протеолитическая активность в них не обнаруживается. После нагревания растворов вследствие денатурации молекул трипсина комплексы распадаются и ингибиторная активность резко повышается, В растворах с избыточной концентрацией трипсина выявляется протеолитическая активность, а после нагревания - лишь активность ингибиторов. В растворах, где концентрация ингибиторов в два раза выше, чем концентрация фермента, после нагревания ингибиторная активность повышается в два раза.

Как видно, указанный методический подход позволяет судить об активности как свободных, так и находящихся в составе комплекса протеиназ и ингибиторов.

Нами разработан метод с использованием желатинового слоя фотопластинок, позволяющий количественно оценить активность протеиназ и их ингибиторов. Поверхность пластины со стороны желатинового слоя покрывается 2 % агарозным гелем. В геле вырезаются лунки, которые за-

полняются раствором фермента. Пластинки помещаются во влажную камеру и инкубируются в течение 3-6 час при температуре 37 °С. Молекулы фермента из раствора диффундируют в гель и гидролизуют желатину вокруг лунки. Скорость диффузии молекул в геле пропорциональна исходной концентрации фермента в растворе. Следовательно, размер площади гид-ролизованного участка желатинового покрытия зависит от концентрации молекул фермента в лунке и отражает его активность (рис. I). Предложенный метод позволяет обнаружить и измерить активность желатингидроли-зующих протеиназ и их ингибиторов из различных источников. Метод характеризуется высокой чувствительностью. Нижний предел определения активности коммерческих препаратов трипсина и проназы Е составил 0,5-1 мкг/мл. По сравнению со спектрофотометрическими методами, в описанной процедуре используются микрообъемы ферментных растворов (5-10 мкл), что снижает в несколько десятков раз расход препаратов.

Рис 1. Гидролиз желатинового слоя фотопластины проназой Е при различных концентрациях фермента

Примечание. По оси абцисс - концентрация фермента (мкг/мл), по оси ординат - размер гидролнзованного участка желатины (мм2)

активность и молекулярная гетерогенность ингибиторов внеклеточных протеиназ грибов. трипсина, хнмотрипсина в онтогенезе

Особый интерес представляет исследование роли ингибиторов во взаимоотношениях растений и патогенных микроорганизмов - возбудителей болезней культурных растений. Как известно, агрессивность и пато-генность микроорганизмов в значительной мере обусловлены активностью внеклеточных протеиназ (Рубин, Арциховская, Аксенова, 1985; Билай, 1987; Караджова, 1989). Патогенные грибы Fusarium и Helminthosporium способны секреггировать в окружающую среду ферменты, расщепляющие белковые и синтетические субстраты (Кладницкая, Валуева, Домаш, Мосолов, 1994; Ибрагимов, Яхин, Ахметов, Исаев, 1995). Протеиназасекрети-рующая способность разных видов грибов неодинакова и зависит от состава питательной среды (табл. 2). БАПНА-азная активность в культу-ральном фильтрате Fusarium sp. в 10-20 раз выше, чем активность протеиназ грибов в чистой культуре. По-видимому, поддерживание грибов на искусственных питательных средах снижает их способность к синтезу и секреции гидролитических ферментов, что приводит к снижению их патогенных и вирулентных свойств. Как известно, при многократном пассировании на искусственных питательных средах, многие фитопатогены значительно снижают или даже теряют способность к поражению растений. Пассирование возбудителя через растение-хозяин возвращает свойство микроорганизма поражать растительные ткани. Так показано, что пассирование возбудителя фузариозного увядания через хлопчатник, особенно через его устойчивые сорта, сильно увеличивает агрессивность патогена (Беккер, 1963; Беккер, Чадова, 1973). Повышение патогенной активности исследователи связывают с увеличением секреции внеклеточных факторов патогенеза - токсинов и гидролитических ферментов. В этом плане представляет интерес изучение влияния фунгицидных препаратов на секрети-рующую способность грибов. Нами показано, что при культивировании патогенных грибов на средах с фунгицидами происходит снижение их ферментсекретирующей способности, что снижает патогенную активность грибов (Ибрагимов, 1997). Отсюда следует, что подавление способности микроорганизмов к синтезу и секреции гидролитических ферментов может быть одним из путей проявления фунгицидной активности препаратов. БАПНА-гидролизующие ферменты Fusarium sp. представлены термолабильными белками с оптимумом действия в щелочной зоне pH. По своим свойствам внеклеточные ферменты гриба существенно не отличаются от БАПНА-аз растительного и животного происхождения.

Семена и вегетативные органы растений содержат белки, подавляющие активность внеклеточных протеиназ грибов Fusarium и Helminthosporium. Активность таких ингибиторов обнаружена в семенах пшеницы, ржи,

Таблица 2

Активность БАПНА-гидролизирующих ферментов в культуральной жидкости и мицелиях грибов

рода Fusarium.

Продолжительность культивирования, сутки Мицелий

Виды грибов 15 30 60 90

мЕ/мг мЕ/м мЕ/мг мЕ/м мЕ/мг мЕ/м мЕ/мг мЕ/м мЕ/мг мЕ/г

белка л белка л белка л белка л белка

F.solani 10.3 0.51 15.7 1.21 7.6 1.31 87.4 4.62 6.02 35.4

F. sambucinum 24.8 0.49 61.5 1.23 13.2 2.77 21.2 3.98 3.40 42

F. gibbosum 2.8 0.14 9.4 1.13 2.2 1.24 37.2 0.81 11.5 146.1

F. oxysporum 31.4 0.94 92.8 5.5 53.4 5.22 4.5 0.91 42.1 499.8

F. 9.8 0.29 17.8 1.04 9.3 1.41 6.1 0.30 7.2 95.3

graminearum

F. culmorum 11.8 0.22 43.2 0.98 12.6 5.79 50.3 1.34 6.8 50.3

F. lateritium 12.3 0.12 26.5 1.72 4.1 0.36 13.4 1.47 6.3 62.9

F. moniliforme 15.6 0.23 38.4 1.15 62.3 1.82 0 0 63.2 275.7

Fusarium sp. 395.6 31.6 242.1 33.9 1.5 1.8 * * * *

Примечание: * - не определяли

кукурузы, гороха, гречихи, в клубнях картофеля, корнеплодах моркови, листьях капусты, в плодах яблони (Ибрагимов, 1997). Высокая активность ингибиторов характерна для клубней картофеля, семян гороха и гречихи (табл. 3). Нужно отметить, что уровень активности ингибиторов, подавляющих гидролиз казеина грибными ферментами в большинстве случаев выше, чем активность ингибиторов БАПНА-аз. Ингибиторная активность растительных белков зависит, вероятно, не только от типа фермента, но и от структуры гидролизуемого ферментом субстрата.

Высокое содержание ингибиторов внеклеточных протеиназ патогенных грибов. Fusarium и Helminthosporium в семенах гороха, гречихи и кукурузы является одним из факторов, обеспечивающих устойчивость этих культур к поражению корневыми гнилями. Как известно, растения гречихи, кукурузы и бобовые практически не поражаются одним из основных возбудителей корневых гнилей - H.sativum, тогда как рожь и пшеница восприимчивы к этому патогену (Тупеневич, 1970; 1974). На модельных опытах показано, что добавление в культуральную среду ингибиторов протеиназ, выделенных из семян этих культур подавляют рост и развитие патогенных грибов (Бенкен, Мосолов, Федуркина, 1976; Дунаевский и др., 1995).

Таблица 3

Активность ингибиторов внеклеточных протеиназ гриба Fusarium sp. в покоящихся семенах.

Год ре- Ингибиторы БАПНА-аз Ингибиторы казеи-наз

Культура, сорт продукции семян мИЕ/г массы мИЕ/мг белка мИЕ/г массы мИЕ/мг белка

Кукуруза (М-377) 1988 478±18 5313 673144 7415

Озимая рожь (Чулпан) 1993 365+13 610,5 781136 1310,6

Яровая пшеница (Московская 35) 1993 382±21 1312 263118 9.010,5

Горох (Чишминский ранний) 1993 1998157 1311,5 3331158 2212

Гречиха (Чишминская) 1993 1816161 1912 2415173 2511,5

Аналогичные процессы могут иметь место и в естественных условиях, так как внедрение и локализация возбудителей в ткани растения-хозяина происходит в корневой и прикорневой зоне. Эффективное подавление активности секретирующихся протеиназ гриба растительными белками-ингибиторами лишает его питательных веществ и препятствует внедрению и развитию в растительных тканях.

Для изучения молекулярной гетерогенности ингибиторов использовали метод аффинной хроматографии в сочетании с изоэлектрическим фокусированием в ПААГ (рис. 2).

В семенах кукурузы трипсиновые ингибиторы представлены пятью основными и шестью минорными , компонентами, а ингибиторы химот-рипсина - 4 основными и 5 минорными компонентами. В семенах пшеницы нами выявлено 5 основных компонентов ингибиторов трипсина и не менее 5 минорных компонентов. Ингибиторы химотрипсина в семенах пшеницы представлены 6 основными и 3 минорными формами. В семенах ржи обнаруживается 4 основных и 4 минорных компонента ингибиторов трипсина, и соответственно, 8 и 5 - ингибиторов химотрипсина.

Применение метода наложения фотопленки после изоэлектрического фокусирования аффинноочищенных препаратов ингибиторов трипсина показало, что все главные компоненты и большая часть минорных компонентов ингибируют желатингидролизующую активность фермента.

Полиморфизм этих молекул является отражением многолокусности кодирующих их генов, что свидетельствует о стабильности системы ингибиторов и гарантирует его функционирование в изменяющихся условиях, например, при появлении новых форм патогенных микроорганизмов. Активность протеолитических ферментов и их ингибиторов у растений и микроорганизмов можно рассматривать как результат сопряженной эволюции растений и вредных организмов (Конарев, 1992). Это предполагает, что поддержание (обеспечение) свойств устойчивости культурных растений происходило за счет появления новых молекулярных форм и повышения активности ингибиторов гидролитических ферментов. Как известно, селекция зерновых, зернобобовых, технических культур направлена на увеличение содержания в них запасных питательных веществ. При этом целенаправленно устраняются или теряются структурные и фнзиолого-биохимические особенности растений, обеспечивающие защитные свойства у диких сородичей. К числу таких свойств можно отнести наличие прочных покровных тканей семян , высокое содержание в семенах небелковых защитных соединений (фитонцидов, алкалоидов и др.). Возможно, утрата (ослабление) таких защитных свойств в результате селекции компенсировалось за счет появления и повышения активности защитных молекул, которые одновременно являются и запасными белками. Это предположение потверждается результатами наших опытов с гречихой посевной и диким видом гречихи - татарской.

£а 1Т 1а. I* За. 3/

Рис. 2. Изоэлектрофореграмма препаратов ингибиторов трипсина (а) и химотрипсина (б), очищенных аффинной хромотографией из семян

1 - кукуруза (XV 64)

2 - яровая пшеница (Московская 35)

3 - озимая рожь (Чулпан)

В семенах гречихи посевной обнаружены протеолитнческие ферменты и их ингибиторы (Белозерский, Дунаевский, 1983, Воскобойникова и др., 1990). Относительно гречихи татарской такие данные отсутствуют.

Покоящиеся семена гречихи обладают активностью протеиназ, расщепляющих субстрат БАПНА, и их ингибиторов (табл. 4). Часть активности ферментов и ингибиторов в экстрактах выявляется в свободном состоянии. часть - в составе неактивных комплексов. Активность связанных ферментов у гречихи татарской в 2 раза выше, чем у гречихи посевной. По общей протеолитической активности (сумма активностей свободных и связанных ферментов) в семенах, дикий вид гречихи превосходит культурный в 3 раза. Ингибиторы протеиназ в семенах гречихи посевной выявляются в свободном и связанном состояниях. У гречихи татарской свободные ингибиторы в семенах не обнаруживаются, у этого вида все ингибиторы находятся в составе комплексов.

Таблица 4

Активность протеолитических ферментов и их ингибиторов в покоящихся семенах гречихи

Показатели Гречиха посевная Гречиха татарская

Активность протеиназ

свободных, мЕ/г массы 597 ±93 3432 ±97

мЕ/мг белка 3,76 28,3

связанных, мЕ/г массы 1458 ±153 2693 ±121

мЕ/мг белка 9,24 22,2

суммарная, мЕ/г массы 2043 ±208 6128 ±114

мЕ/мг белка 13,3 50,5

Активность ингибиторов протеиназ

свободных, мЕ/г массы 1778 ±46 0

мЕ/мг белка 11,7 0

связанных, мЕ/г массы 1453 ±67 2697 ±86

мЕ/мг белка 9,24 22,2

суммарная, мЕ/г массы 3221 ±36 2697 ±86

мЕ/мг белка 20,5 22,2

Как видно, дикая форма гречихи характеризуется высокой активностью протеолитических ферментов, которые выявляются в семенах в свободном и связанном состояниях, и низкой активностью их ингибиторов, находящихся только в неактивном состоянии. Это может свидетельствовать о том, что способность растительных белков к ингибированию чуже-

родных ферментов в эволюционном отношении является более поздним признаком, чем способность к регуляции собственных ферментов. Как предполагается, способность растительных белков подавлять активность чужеродных ферментов является результатом сопряженной эволюции растений и гетеротрофных организмов (Конарев, 1992).

Рост и развитие проростков на первых этапах прорастания находится в прямой зависимости от процессов превращения белковых веществ в запасающих тканях, осуществляемых протеолитическими ферментами. Протеиназы принимают также активное участие в мобилизации, трансформации и транспорте азотистых соединений из вегетативных органов и накоплении их в созревающих семенах (Колесник, Павлов, 1977; Дьяков, 1980). Высокое содержание в тканях растений белков, способных подавлять активность протеолитических ферментов показывает, что ингибиторы являются одним из важных факторов регуляции процессов прорастания семян, развития проростков, созревания семян и накопления в них запасных соединений. По нашим данным, относительная активность свободных и связанных ингибиторов протеиназ в различных органах растений неодинакова и значительно изменяется в онтогенезе. Покоящиеся семена ряда культур (кукурузы, ржи, пшеницы, гороха) характеризуются активностью только свободных ингибиторов протеиназ. Белки-ингибиторы из этих семян проявляют высокую активность к чужеродным протеиназам - ферментам млекопитающих и микроорганизмов. Как отмечалось выше, в покоящихся семенах гречихи выявлены ингибиторы, подавляющие активность БАПНА-гидролизующих ферментов из этих же семян.

Ингибиторы из покоящихся семян пшеницы и кукурузы способны подавлять активность БАПНА-аз из созревающих и прорастающих семян, проростков (табл. 5). В экстрактах созревающих семян и проростков выявлены белки, подавляющие активность ферментов из этих же органов. Эти данные свидетельствуют о том, что в метаболически активных тканях белки-ингибиторы участвуют в регуляции активности эндогенных протеиназ путем образования неактивных комплексов.

Эксперименты показывают, что в эндосперме прорастающих семян актииность ингибиторов протеиназ (в расчете на сухую массу) повышается, несмотря на то, что часть ингибиторов диффундирует в окружающую среду. Так, из семян пшеницы за 2 суток прорастания диффундирует около 10 % исходной ингибиторной активности (Ибрагимов, 1997). Повышение активности ингибиторов протеиназ наблюдалось и при прорастании семян сои, люпина, кукурузы (Мироненко и др., 1981; Пыльнева, Левицкий, 1982). Повышение активности ингибиторов в процессе прорастания семян бобовых сиязывают с образованием низкомолекулярных фрагментов с ингибиторной активностью при протеолизе запасных белков (Lorensen, Prevesto, Wilson, 1981; Mc.Grain, Chen, Tan-Wilson, 1989). Можно предположить, что возрастание активности ингибиторов в прорастающих семенах

способствует повышению устойчивости проростков к действию почвенных микроорганизмов. Эти факты согласуются и с предположением, что белки-ингибиторы в семенах выступают в качестве запасных белков (Валуева, Мосолов, 1995).

В проростках кукурузы определяется активность БАПНА-гидролизующих ферментов и их ингибиторов. Часть протеиназ и ингибиторов выявляется в связанном состоянии. В процессе развития растений активность связанных ингибиторов понижается, свободных - повышается. Активность ингибиторов протеиназ в листьях кукурузы обнаруживается и на более поздних этапах онтогенеза.

Таблица 5

Подавление активности БАПНА-гидролизующих ферментов из различных источников ингибиторами из семян и вегетативных органов пшеницы

Источник ферментов Активность протеиназ (мЕ/мл) Активность ингибиторов % ингибиро-

с ингибитором без ингибитора (мИЕ/мл) вакия

Ингибиторы из покоящихся семян

Покоящиеся семена Прорастающие семена Созревающие семена Проростки Культуральный фильтрат Fusarium sp. Культуральный фильтрат Н. sativum Трипсин (50 мкг/мл) 2,19+0,06 1,64±0,04 3,84±0,03 2,56±0,07 8,41+0,06 3,71 ±0,05 9,33±0,08 2,26+0,04 2,20±0,08 9,15+0,08 3,66+0,05 18,6+0,09 7,86±0,04 21,9+0,03 0 0,55 5,31 1,10 10,19 4,15 12,50 0 25,2 58,1 30,1 54.7 52.8 57,0

Ингибиторы из созревающих семян

Созревающие ссмепа 5,42+0,05 9,15±0,07 3,73 40,8

Ингибиторы из проростков

Проростки 2,37±0,06 3,17±0,05 0,8 25,2

когетерозисиые гибриды характеризуются стабильностью активности ингибиторов независимо от условий вегетации (коэффициенты вариации 515%).

Как известно, протеиназы принимают активное участие в мобилизации и трансформации азотистых соединений из вегетативных органов и накоплении белка в созревающих семенах (Dalling et all, 1976; Колесник, Павлов, 1977; Кондратьева, Камалова, 1983; Wilson, Tan-Wilson, 1987). Трехлетние исследования активности протеиназ и их ингибиторов позволили нам обнаружить некоторые закономерности в функционировании комплексов "протеиназа-ингибитор" в листьях и созревающих семенах гибридов и их родительских форм. По мере созревания семян и старения листьев активность ингибиторов протеиназ в листьях снижается. На начальных этапах формирования семян в них обнаруживается высокая про-теолитическая активность. Активность ингибиторов в этот период в семенах практически не выявляется. При созревании семян происходит повышение активности ингибиторов и снижение активности протеолитических ферментов (рис.3). Часть протеиназ и ингибиторов в созревающих семенах (фаза молочной и восковой спелости) обнаруживается в составе комплексов, что свидетельствует о причастности ингибиторов к регуляции протео-лиза в семенах при созревании.

Полученные нами данные об активности протеиназ и их ингибиторов подтверждают вывод (Конарев, Ахметов, Гилязетдинов, 1982; Ко-нарев, 1993, 1995), что гетерозисные гибриды по большинству физиолого-биохимических показателей не имеют превосходства перед родительскими формами, как правило, они занимают промежуточное положение между ними. Высокая продуктивность и устойчивость гибридов обусловлены более благоприятной сбалансированностью генотипа и метаболизма. В этом случае гетерозисный эффект может выражаться в снятии "лимитирующих звеньев" метаболизма. По данным изоэлектрического фокусирования все изученные гибриды и их родительсие формы характеризовались одинаковым числом молекулярных форм ингибиторов трипсина в покоящихся семенах. Отдельные компоненты ингибиторов у гибридов и их линий обладали идентичными значениями изоэлектрических точек. По нашим данным, преимущество гибридов выявлялось в более высокой активности свободных протеиназ, их ингибиторов и быстром накоплении этих ингибиторов в созревающих семенах.

На модельных опытах показано, что добавление в культуральную среду ингибиторов протеиназ, выделенных из семян этих культур подавляют рост и развитие патогенных грибов (Бенкен и др., 1976; Белозерский и др., 1995). Аналогичные процессы имеют место, по-видимому, и в естественных условиях. Об этом свидетельствует обнаруженный нами факт диффузии ингибиторов грибных протеиназ из прорастающих семян, что создает вокруг них микросреду с антимикробными свойствами (табл. 6). Как видно, в первые сутки прорастания из семян диффундирует значительная

Рис. 3.; Активность ингибиторов протеиназ в созревающих семенах гибридов и их родительских форм А - Итоя ТШР ?л V ПИР Т1\

.....Г"

Б - Слава (ВИР 44 х ВИР 38) —4— - гибрид —в— - материнская форма ■ а— - отцовская форма

Таблица 6

Активность ингибиторов протеиназ гриба (ИПГ) и ингибиторов трипсина (ИТ), диффундирующих из набухающих и прорастающих семян

Объект Показатели 6 час набухания 24 час прорастания 48 час прорастания

ИПГ ИТ ИПГ ИТ ИПГ ИТ

Пшеница мИЕ/мг белка 54.1 29.6 19.3 46.4 9.8 11.2

мИЕ/мг массы* 8.1 4.4 6.2 14.9 8.1 9.2

% от исходной активности 4.9 1.0 3.8 3.6 4.9 2.2

Рожь мИЕ/мг белка 64.3 13.6 35.8 11.3 3.4 0

мИЕ/мг массы* 10.3 2.2 19.3 6.3 6.9 0

% от исходной активности 2.5 0.1 4.7 1.5 1.7 0

Гречиха мИЕУмг белка 183.8 146.0 79.4 44.5 3.7 17.4

мИЕ/мг массы* 22.0 17.5 63.9 35.8 7.8 36.6

% от исходной активности 1.2 0.5 3.5 2.0 0.4 2.4

Горох мИЕ/мг белка 60.2 69.0 89.3 46.9 29.0 15.3

мИЕ/мг массы* 10.2 11.4 123.7 65.0 108.4 57.5

% от исходной активности 0.3 0.3 " 3.5 1.8 3.0 1.3

Примечание: (*) - активность ингибиторов дана в расчете на 1 г массы покоящихся семян

часть ингибиторов, способных подавлять активность внеклеточных про-теиназ патогенных грибов (до 10 % исходной активности покоящихся семян). Мы полагаем, что вследствие этого в прикорневой зоне подавляется патогенная активность почвенной микрофлоры, в частности грибов Fusarium и Helminthosporium. Аккумуляция ингибиторов протеиназ в зоне инфекции может происходить за счет связывания их с компотеитами оболочек клеток патогенов. Показано, что аффинноочищенные препараты ингибиторов трипсина из семян пшеницы обладают "лектинонодобной" активностью, т.е. способны агглютинировать эритроциты. Оказалось, что ингибиторы трипсина связываются с компонентами клеточных оболочек, содержащих N-ацетилглюкозамин и его олигомеры (Меленьтьев, Ямалеев, Ибрагимов, Исаев, 1986).

Об углеводсвязывающей способности ингибиторов свидетельствует и тот факт, что они полностью сорбируются на овогеле. Эксперименты показали, что ингибиторы протеиназ, как и молекулы лектинов, способны агглютинировать и споры ряда патогенных грибов (табл.7). В наибольшей степени лектинами и ингибиторами агглютинируются споры патогена, несовместимого с пшеницей - возбудителя пыльной головни пырея. Для агглютинации спор совместимых патогенов (Ustilago tritici, Tilletia caries) необходимы более высокие концентрации лектинов и ингибиторов. Следует отметить, что коммерческий препарат ингибитора трипсина из семян сои (ингибитор Кунитца) не вызывает агглютинацию спор исследуемых грибов. Оказалось, что споры бурой ржавчины пшеницы (Puccinia recóndita) не агглютинируются ни лектинами, ни ингибиторами. Эти факты указывают на то, что лектины и ингибиторы протеиназ проявляют высокоспецифичную агглютинирующую активность по отношению к спорам патогенных грибов. Вероятно, специфичность агглютинации обусловлено различиями в механизмах инфицирования и особенностями химического состава и структуры оболочек спор патогенных грибов. Известно, что основным полисахаридом спор головневых грибов является хитин, тогда как у ржавчинных грибов полисахариды представлены гемицеллюлозой и пентоза-ном (Бессмельцева и др., 1983). Следует отметить, что белки из семян пшеницы, сорбируемые на спорах пыльной головни пырея обладали и анти-трипсиновой, и гемагглютинирующей активностью.

Полученные данные позволяют более детально представить защитное действие ингибиторов протеиназ при поражении растений фитопато-генами. Благодаря способности связывать углеводные фрагменты клеточной поверхности хитинсодержащих микроорганизмов, ингибиторы протеиназ могут аккумулироваться на поверхности прорастающих спор и гиф внедрившегося в растение патогена и инактивировать секретируемые им нротсолитическис ферменты. Миграция ингибиторов в зону инфекции может происходить вследствие наличия градиента концентрации молекул свободного ингибитора, обусловленного сорбцией молекул на поверхности микробных клеток. Анологичиый процесс может иметь место идо вне-

Таблица 7

Агглютинация эритроцитов и спор возбудителей некоторых грибных заболеваний пек тинами и ингибиторами протеиназ

Исследуемый белок Минимальная агглютинирующая активность, мкг/мг

эритроцитов изп1а£0 agropiгi иБИ^О тпа ТШеПа сапеБ Риссша гесопсШа

Агглютинин из зародышей пшеницы 2,5 102 102 817 н.а.

Лектин из семян пшеницы * 21,8 174 1390 н.а.

То же после извлечения ингибитора трипсина * 4,79 19,2 76,7 н.а.

Ингибитор трипсина из семян пшеницы 62,5 7,19 28,8 230 н.а.

Ингибитор трипсина из фракции пектинов 62,5 15,5 62,1 497 н.а.

Ингибитор трипсина из сои (Кунитца) н.а. н.а. н.а. н.а. н.а.

Ингибитор химот-рипсина из семян пшеницы 500 20,3 62,5 325 н.а.

Примечание. (*) - не определяли , н.а. - не агглютинирует.

дрения патогена в ткани, например, на поверхности растений. Как известно, споры многих патогенных грибов способны прорастать и проникать в растение даже через неповрежденные ткани, если они попадут на достаточно увлажненный участок, т.н. инфекционную каплю. Деградация растительных клеток в этом случае осуществляется внеклеточными гидролазами, секретируемыми патогеном. В свою очередь, из растительных клеток в инфекционную каплю транспортируются защитные соединения, такие как фитоалексины, белки-ингибиторы протеолитических ферментов (Кладницкая и др., 1996). Показано, что транспорт этих и других молекул

из растительной клетки при контакте с патогеном осуществляется при помощи механизмов экзоцитоза (Карпук, 1996). Очевидно, белки-ингибиторы, способные связываться с клеточными стенками патогенов будут значительно эффективнее подавлять активность экзопротеиназ и препятствовать гидролизу растительной клетки. Логично предположить, что из растительных клеток диффундируют не только ингибиторы протеиназ, но и белки, подавляющие активность других гидролитических ферментов. Косвенно об этом свидетельствует факт обнаружения ингибитора пектоли-тических ферментов патогенного гриба в составе клеточных стенок растений (Albercheim, Andersen, 1971). Таким образом, диффузию белков -ингибиторов протеолитических ферментов из растительных тканей и аккумуляцию их на поверхности микроорганизмов следует рассматривать как один из важных механизмов формирования защитных процессов у растений при контакте с патогенами.

Изменения в активности протеиназ и их ингибиторов в тканях устойчивых и восприимчивых сортов пшеницы при грибном патогенезе

Как отмечалось, в ответ на различные повреждения, в том числе и на внедрение фитопатогенов в растениях происходит синтез ингибиторов протеиназ (Peng, Blach, 1976; Ryan, 1977; 1992). Такие эксперименты были проведены на растениях семейства пасленовых - томатах и картофеле. Модификация активности ингибиторов протеиназ в тканях является, по-видимому, частью неспецифических реакций растений в ответ на стрессовые факторы биотического и абиотического характера. Об этом свидетельствует и тот факт, что накопление ингибиторов протеиназ в тканях происходит одновременно с увеличением количества других защитных соединений (фитоалексинов, пектинов, лигнинов). Причем, накопление этих соединений в растительном организме индуцируется одними и теми же эли-ситорами, в роли которых могут выступать углеводсодержащие фрагменты клеточных стенок растений и грибов, а также некоторые фитогормоны (Walker-Simmons et all., 1984; Albercheim etall., 1992; Тарчевский, 1992).

Маши эксперименты показывают, что растения пшеницы устойчивого и восприимчивого сортов проявляют различную реакцию на проникновение факультативного патогена Н. sativum. Растения устойчивого сорта характеризуются высокой антипротеолитической активностью в тканях, что способствует инактивации протеиназ патогена и его локализации в местах проникновения. Заражение проростков восприимчивого сорта приводит к снижению активности свободных ингибиторов не только в местах проникновения, но и в надземных органах растения, что свидетельствует о подавлении защитных реакций растений (рис. 4). Очевидно, снижение активности свободных ингибиторов уменьшает сопротивляемость растений к

¡3

Заря

Сути поел« заражения

Московская 35

Сутки поел« заражения

Рис. 4. Активность свободных и связанных ингибиторов трипсина в листьях проростков при заражении К - контрольные проростки 3 - зараженные проростки

| | - активность свободных ингибиторов

д - активность связанных ингибиторов

действию внеклеточных ферментов патогена, что способствует дальнейшему его развитию и распространению в растительных тканях. Активация протеиназ и подавление активности их ингибиторов в тканях восприимчивой пшеницы обуславливается действием внеклеточных метаболитов патогенных грибов. Так, выращивание пшеницы на фоне культуральных фильтратов грибов Н. sativum и Fusarium sp. повышает активность БАПНА-гидролизующих ферментов и снижает активность ингибиторов трипсин-корнях и листьях проростков (Ибрагимов, 1998).

Искусственное заражение пшеницы возбудителем пыльной головни также приводит к значительным изменениям в активности протеиназ и их ингибиторов в созревающих семенах (табл. 8). Уже в начале формирования зерна инокулированные патогеном растения обладали более высокой про-теолитической активностью по сравнению с незараженными растениями. Активность ингибиторов протеиназ в этот период была невысокой. В процессе созревания семян происходит синтез ингибиторов, которые подавляют активность протеиназ. Вследствие этого в фазе молочной спелости в семенах незараженных растений активность БАПНА-аз полностью ингибируется. В зараженных семенах устойчивого и восприимчивого сортов обнаруживается только активность свободных ферментов , а активность свободных ингибиторов в них не выявляется. Отсюда следует, что имеющийся резерв ингибиторов в зараженных растениях связывается с протеолитическими ферментами. Если в фазе восковой спелости в зараженных растениях устойчивого сорта все протеиназы инактивированы ингибиторами , то у восприимчивого сорта в связанном состоянии выявляется лишь 26 % протеолитической активности. В то же время, в семенах устойчивого сорта имеется значительный резерв ингибиторов, тогда как у восприимчивого сорта свободные ингибиторы отсутствуют. Это указывает на различную реакцию растении устойчивого и восприимчивого сортов в ответ на проникновение патогена. Внедрение патогена вызывает активацию протеолитических ферментов в тканях как восприимчивого, так и устойчивого сортов растений. Однако, индуцированная протеолитическая активность в семенах устойчивого сорта эффективно подавляется ингибиторами, что ограничивает развитие патогена и способствует его локализации в месгах внедрения. У восприимчивого сорта процесс подавления протеолитической активности протекает менее эффективно и патогенез интенсифицируется. Микроскопические исследования показали, что у устойчивого сорта в зародыше покоящихся семян, полученных на фоне заражения, имеются единичные гифы этого патогена, которые локализованы в щитке и корешках. У восприимчивого сорта наблюдается интенсивное поражение всего зародыша, особенно почечки (Ямалеев, 1974). Развитие и размножение Ustilago tritio! завершается в тканях пшенины в течение следующего периода вегетации растений. Учитывая это, мы исследовали активность системы "протеиназа-шн ибитор" в растениях на ранних этапах

Таблица 8

Активность протеиназ (мЕ/г) и их ингибиторов (мИЕ/г) в созревающих семенах пшеницы при заражении пыльной головней

Сорто- Варианты опыта Активность протеиназ Активность ингибиторов

образцы Суммарная свободная связанная Суммарная свободная связанная

Фаза формирования семян

К 45717 без заражения 205 ±11.7 158.1 ±15.7 47.5 ±1.5 47.5 ±1.5 0 47.5 ±1.5

с заражением 429 ±13.2 366.9 ±9.7 63.5 ±7.9 63.5 ±7.9 0 63.5 ±7.9

Молочная спелость

К 45717 без заражения 31.6 ±4.3 0 31.6 ±4.3 142.3 ±3.1 111.6 ±5.5 31.4 ±4.3

с заражением 451.8 ±12.8 157.8 ±4.5 294.0 ±10 294.9+10 У 2У4.У £1и.1

К 8010 без заражения 21.6 ±3.8 0 21.6 112.6±3.9 91.0+3.2 2!.6±3.8

с заражением 257.0 ±16.3 121.7 ±12.7 135.3 ±5.9 135.3 ±5.9 0 135.3 ±5.9

Восковая спелость

К 45717 без заражения 0 0 0 150.9 ±9.4 140.9 ±7.3 10 ±1.7

с заражением 164.1 ±8.3 0 164.1 232.7 ±6.0 68.6 ±3.8 164.1 ±8.3

К 8010 без заражения 0 0 0 188.1 ±3.4 180.1 ±7.3 8.0 ±2.1

с заражением 340.5 ±18.6 250.3 ±17.7 90.5 ± 5.0 90.5 ± 5.0 0 90.5 ±5.0

онтогенеза. Результаты экспериментов показывают, что проростки полученные из зараженных семян значительно превосходят по активности про-теиназ незараженные растения (в 2-3 раза). По мере развития растений у устойчивого сорта протеолитическая активность снижается, у восприимчивого сорта она сохраняется на высоком уровне. Зараженные проростки устойчивых сортов характеризуются более высокой активностью ингибиторов протеиназ, чем незараженные растения. У зараженных проростков восприимчивых сортов, наоборот, ингибиторная активность была низкой по сравнению с незараженными.

Неодинаковые изменения в активности протеиназ и их ингибиторов у устойчивого и восприимчивого сортов наблюдались и при заражении пшеницы другим биотрофным патогеном - грибом Б. пос!огит. Заражение растений восприимчивого сорта этим патогеном также приводило к повышению активности БАПНА-гидролизующих ферментов в листьях, снижению активности свободных ингибиторов и вызывало повышение активности их связанных форм. Причем, характер этих изменений у проростков устойчивого и восприимчивого сортов были одинаков. Однако, ответные реакции растений восприимчивого сорта на заражение были более выражены, чем у устойчивых растений. Как известно, в процессе эволюции у фитопатогенных грибов сложились два основных способа взаимодействия с растениями-хозяевами: факультативный (некротрофный) и облигатный (биотрофный) паразитизм. Аппарат воздействия на растение у фитопато-генов включает как минимум две группы разных веществ - токсины (гормоны) и гидролитические ферменты (Караджова, 1989; Билай, Гвоздек, Скрипаль и др., 1988; Дьяков, 1994; Карпук, 1996). При действии некро-трофного гриба в растительной клетке возникают изменения, препятствующие внедрению и развитию патогена и сохраняющие целостными растительные ткани (защитные реакции) или развивается патогенетический процесс, обеспечивающий развитие гриба за счет гибели растительных клеток.

При биотрофном заражении обеспечивается длительное совместное существование двух организмов. Результаты наших экспериментов свидетельствуют, что протеолитические ферменты патогена , растений и их ингибиторы из растительных тканей принимают непосредственное участие в процессе взаимодействия растений-хозяев с факультативными и облигат-ными патогенами. Причем, в процессе их взаимодействия, под влиянием метаболитов друг друга, патогенные свойства микроорганизма и защитные свойства растительного организма значительно изменяются. Грибы-некротрофы характеризуются высокой активностью внеклеточных протеиназ, а биотрофы обладают меньшей их активностью. Повышение про-теолитической активности при поражении растений факультативными паразитами обуславливается как активностью растительных ферментов, так и внеклеточными ферментами развивающегося микроорганизма. При действии облигатных патогенов (ШгИю, Б.посЬгит) активируются в основном

собственные ферменты растительного организма. В большинстве случаев, белки-ингибиторы в органах растений подавляют индуцированную патогеном активность протеолитических ферментов. В тканях устойчивых форм растений подавление активности ферментов протекает более эффективно, как за счет высокого содержания в них ингибиторов, так и за счет синтеза новых молекул. Поражение растений восприимчивых сортов, наоборот, приводит к подавлению синтеза белков с ингибиторной активностью под влиянием внеклеточных метаболитов патогена. Таким образом, активация (или подавление) синтеза ингибиторов протеиназ в тканях растений при взаимодействии с фитопатогенами является важным фактором их устойчивости к поражению.

влияние фунгицидов и других защитных препаратов на активность протеиназ и их ингибиторов в ра стениях

Как показывают наши опыты и данные других исследователей (Ryan, 1974; Peng, Black, 1976; Fanner, Jonson, Ryan, 1992; Кладницкая, Валуева, Ермолова и др., 1996) изменение ахгавности протеиназ и их ингибиторов в тканях является неспецифической ответной реакцией растений на изменение условий обитания. Из этого следует, что искусственное изменение баланса активности протеиназ и нх ингибиторов в растительных тканях может служить одним из механизмов повышения их устойчивости. Наиболее перспективным в этом плане является возможность использования препаратов, приводящих к длительной индукции синтеза ингибиторов протеиназ в растениях.

Результаты наших экспериментов свидетельствуют, что системные фунгициды (иммуностимуляторы) способны активировать метаболизм растений на длительный срок. Действие фунгицидов на растения пшеницы проявляется в повышении активности свободных ингибиторов. Так, через 7 суток после обработки системными фунгицидами ридомилом и тилтом, ингибиторы трипсина в листьях выявляются только в свободном состоянии, тогда как в растениях контрольного варианта около 50 % ингибиторов обнаруживаются и в связанном состоянии. В целом, обработка вегети-рующих растений системными фунгицидами приводит к снижению активности БАПНА-гидролизующих ферментов и повышению активности их ингибиторов (табл.9). Наибольший эффект наблюдается при действии си-темных фунгицидов тилта, байтана, бисол 4. В этих случаях эффект действия фунгицидов был противоположен эффекту действия внеклеточных метаболитов патогенных грибов (Ибрагимов, 1998).

Как видно из наших опытов и экспериментов других и следователей (Нилова, Гусева, 1977; Тютерев, Мелоян, 1980; Зыкова, 1984), химические препараты наряду с прямым фунгицидным действием, способны индуцировать и повышать активность биохимических реакций, формирующих защитные свойства растительного организма. Первичными сигнальными

молекулами запускающими ответные реакций растений при заражении патогенами служат компоненты клеточных стенок самого растения или микроорганизма (Озерецковская, Роменская, 1996). Следовательно, препараты содержащие фрагменты клеточных стенок или непатогенные микроорганизмы (например, бактерии) могут служить элиситорами, индуцирующими защитные реакции растений.

Таблица 9

Влияние фунгицидов на активность БАПНА-аз и ингибиторов трипсина в проростках пшеницы

Вариант опыта БАПНА-азы (мЕ/г) Ингибиторы трипсина (мИЕ/г)

Контроль 136.5 ±3.1 164.8 ±11.3

Бисол 1 141.7 ±2.4 258.7 ±10.3

Бисол 2 132.9 ±2.6 267.9 ±6.4

Бисол 3 78.0 ±2.4 192.2 ±10.6

Бисол 4 88.3 ±3.1 426.1 ±12.4

Тилт 112.7 ±4.3 295.4 ±17.8

Байтан 76.2 ±4.6 233.6 ±12.8

Сказанное выше предполагает, что при действии препаратов биологического происхождения защитные реакции в тканях растений будут более эффективными. Возможность проявления таких реакций изучена нами на модельных опытах с клубнями картофеля с использованием препарата растительного происхождения ОБЦ-5 (Стифун) и бактериального препарата Фитоспорин.

Эксперименты показывают, что обработка этими препаратами приводит к длительному повышению активности ингибиторов протеиназ в клубнях картофеля. Так, через 40 суток после обработки клубней 0,05 % раствором Стнфуна активность ингибиторов трипсина в них была в 2 раза выше, чем в необработанных клубнях (рис. 5). Эффект обработки проявлялся в течение 3 месяцев. Обработка клубней Фитоспорином приводила к повышению активности трипсина и внеклеточных протеиназ гриба Fusarium sp. и в клубнях, и в проростках. Белки из обработанных клубней в концентрации 30 мкг/мл полностью подавляли желатингидролизующую активность грибных протеиназ. В контрольном варианте белки в этой же концентрации ингибировали лишь 65% ферментативной активности. В целом, стимулирующий эффект Стифуна и Фитоспорина значительно превышал эффект действия химических препаратов - фундазола и ТМТД и был сравним с действием арахидоновой кислоты, известного как эффективный индуктор защитных реакции (Озерецковская, Чалова, Авдюшко и др., 1987; Чалова, Авдюшко, Чаленко, 1989). В наших опытах, продолжительная активация синтеза ингибиторов протеиназ способствовала защите клубней от проникновения и развития микроорганизмов.

Применение препарата Стифун повышало устойчивость тканей к целому ряду болезней, поражающих клубни при хранении.

° _^ Сут

О 20 40 60 80 100

—о— ■Контсопь 1

ИВг Стиф>и 0,005%

|-Стмф>и 0.05% .

0.8 °----- -----'

О ........

Сут

О 20 40 СО 80 100

Рис. 5. Влияние биопрепарата ОБЦ-5 ( Стифун) на активность ингибиторов трипсина в клубнях картофеля в период хранения (февраль -июнь)

А - субстрат БАПНА, Б - субстрат желатин; по оси абсцисс - продолжительность хранения; по оси ординат - активность ингибиторов трипсина.

Выращивание растений на фоне культуральных фильтратов (КФ) вызывало изменение активности протеолитических ферментов и их ингибиторов в растительных тканях. В корнях проростков опытных вариантов активность протеиназ оказалась на Ю - 50 % выше, чем в контрольном варианте. Повышение активности протеиназ при действии культуральных фильтратов приводит к интенсификации процессов протеолиза, что способствует, по-видимому, деградации клеток растения-хозяина и увеличению усвояемости его белковых соединений патогеном. Об этом свидетельствует и снижение активности ингибиторов протеиназ в тканях проростков (табл.10). Как видно, в растениях, выращенных в

растворах с 30-50% концентрацией культуралыюго фильтрата активность ингибиторов трипсина оказывается значительно ниже, чем у растений контрольного варианта. Особенно резкое снижение ипгибиторной активности наблюдается в проростках при действии культурального фильтрата Н. sativum. Так, культуральный фильтрат этого гриба в 50% концентрации снижает активность ингибиторов в листьях в 5 раз. Видно , что степень подавления активное™ ингибиторов трипсина коррелирует с фитотоксичностью культурального фильтрата: чем выше токсичность, тем ниже активность ингибиторов з растениях. Необходимо отметить, что внеклеточные метаболиты H.sativum оказывают значительно большее влияние на активность ферментов и их ингибиторов в листьях, чем в корнях проростков. По-видимому, это связано с тем, что при совместном паразитировании на злаках H.sativum и виды Fusarium обладают различной специфичностью действия на растения. Н. sativum доминирует в надземной части растений, а фузариальные грибы - в корневой системе (Чулкина, 1985).

Таблица 10

Активность ингибиторов трипсина (мИЕ/г сырой массы) в проростках, выращенных на фоне культуральпых фильтратов патогенных грибов

Вариант опыта Анализиру емый орган Концентрация КФ, %

0 10 30 50

Fusarium sp. среда Мурасиге-Скуга корни листья 183,6+12,3 592,3±18,7 203,2± 10,2 494,1±17,3 140,8±8,7 229,4+9,3 122,9+8,3 244,3+10,8

Fusarium sp. Среда Чапека корни листья 187,0±11,6 435,8+8,9 150,8±7,4 244,9±П,2 119,4+11,3 218,3+14,6

Н. sativum среда Мурасиге-Скута корни листья - 123,1+9,3 370,3±10,1 136,5+9,8 154,9±10,3 90,3±6,1 135,1+8,7

Н. sativum среда Чапека корми листья 133,2+7,8 376,5±7,6 105,4+6,3 114,9±8,9 108,3+10,3 118,8±6,8

Как видно, выращивание проростков пшеницы на фоне культураль-ных фильтратов приводит к активации ферментов и подавлению активности их ингибиторов корнях и листьях. Нарушение физиологического баланса в системе "протеиназы - ингибиторы" в тканях при действии внеклеточных метаболитов патогенов является одной из причин восприимчивости растений к возбудителям болезней.

организма. Ингибиторы протеиназ в растительных тканях могут находиться в свободном (активном) или связанном в составе комплекса состояниях. Относительная активность свободных и связанных ингибиторов протеиназ в различных органах растений неодинакова и значительно изменяется в онтогенезе. Покоящиеся семена ряда культур (кукурузы, ржи, пшеницы, гороха) характеризуются высокой активностью свободных ингибиторов протеиназ. Белки-ингибиторы из этих семян проявляют активность, преимущественно, к чужеродным протеиназам - ферментам млекопитающих и микроорганизмов. В покоящихся семенах гречихи выявлены ингибиторы, подавляющие активность БАПНА-гидролизующих ферментов из этих же семян.

Ингибиторы из покоящихся семян пшеницы и кукурузы подавляют активность БАПНА-аз из созревающих и прорастающих семян , проростков. В экстрактах созревающих семян и проростков выявлены белки, подавляющие активность ферментов из этих же органов. Эти данные свидетельствуют о том, что в метаболически активных тканях белки-ингибиторы участвуют в регуляции активности и эндогенных протеиназ .

Экспериментальные данные, полученные в полевых условиях свидетельствуют, что значение ингибиторной активности в органах растений зависит не только от генотипа растений, но и от условий их вегетации. Наиболее чувствительными к изменению погодных условий оказались отцовские формы гетерозисных гибридов. Более гомеостатичные высокогетеро-зисные гибриды характеризуются стабильностью активности ингибиторов независимо от условий вегетации. По мере созревания семян и старения листьев активность ингибиторов протеиназ в листьях снижается. На начальных этапах формирования семян в них обнаруживается высокая про-теолитическая активность. Активность ингибиторов в этот период в семенах практически не выявляется. При созревании семян происходит повышение активности ингибиторов и снижение активности протеолитических ферментов. Часть протеиназ и ингибиторов в созревающих семенах обнаруживается в составе комплексов, что свидетельствует о причастности ингибиторов к регуляции протеолиза в семенах при созревании.

По данным изоэлектрического фокусирования все изученные гибриды и их родительские формы характеризовались одинаковым числом молекулярных форм ингибиторов трипсина в покоящихся семенах. Отдельные компоненты ингибиторов у гибридов и их линий обладали идентичными значениями изоэлектрических точек. Преимущество гибридов выявлялось в более высокой активности свободных протеиназ, их ингибиторов и быстром накоплении этих ингибиторов в созревающих семенах.

Семена и вегетативные органы растений содержат белки, подавляющие активность внеклеточных протеиназ грибов Fusarium и Helminthospo-rium. Активность таких ингибиторов обнаружена в семенах пшеницы, ржи, кукурузы, гороха, гречихи, в клубнях картофеля, корнеплодах моркови.

листьях капусты, в плодах яблони. Высокая активность ингибиторов характерна для клубней картофеля, семян гороха и гречихи.

Высокое содержание ингибиторов внеклеточных протеиназ патогенных грибов Fusarium и Helminthosporium в семенах гороха, гречихи и кукурузы является одним из факторов, обеспечивающих устойчивость этих культур к поражению корневыми гнилями. Об этом свидетельствует и обнаруженный нами факт секреции ингибиторов грибных протеиназ из прорастающих семян, что создает вокруг них микросреду с антимикробными свойствами. Мы полагаем, что вследствие этого в прикорневой зоне подавляется патогенная активность почвенной микрофлоры. Аккумуляция ингибиторов протеиназ в зоне инфекции может происходить за счет связывания их с компонентами оболочек клеток патогенов. Показано, что аффинноочищенные препараты ингибиторов трипсина из семян пшеницы обладают агглютинирующей активностью, т.е. они, как и лектины, способны агглютинировать кроличьи эритроциты. В свою очередь, значительная часть белков-лектинов из семян способна связываться с иммобилизованным трипсином. Эксперименты показали, что ингибиторы протеиназ, как и молекулы лектинов, способны агглютинировать и споры ряда патогенных грибов.

Полученные данные позволяет более отчетливо представить защитное действие ингибиторов протеиназ при поражении растений фитопато-генами. Благодаря способности связывать углеводные фрагменты клеточной поверхности хитинсодержащих микроорганизмов, ингибиторы протеиназ могут аккумулироваться на поверхности прорастающих спор и гиф внедрившегося в растение патогена и инактивировать секретируемые ими протеолитические ферменты. Миграция ингибиторов в зону инфекции может происходить вследствие наличия градиента концентрации молекул свободного ингибитора, обусловленного сорбцией молекул на поверхности микробных клеток. Аналогичный процесс может иметь место и до внедрения патогена в ткани, например, на поверхности растений.

Эксперименты показывают, что растения пшеницы устойчивых и восприимчивых сортов проявляют различную реакцию на проникновение патогенных грибов. Растения устойчивого сорта характеризуются высокой антипротеолитической активностью в тканях, что способствует инактивации прогеипаз патогена и его локализации в местах проникновения. Заражение проростков восприимчивого сорта приводит к снижению активности свободных ингибиторов не только в местах проникновения, но и в надземных органах растения, что свидетельствует о подавлении защитных реакций расгепий. Очевидно, снижение активности свободных ингибиторов уменьшает сопротивляемость растений к действию внеклеточных ферментов патогена, что способстнуст дальнейшему его развитию и распространению в растительных тканях. Активация протеиназ и подавление активности их ингибиторов в тканях восприимчивой пшеницы обуславливается действием внеклеточных метаболитов патогенных грибов. Так, выращива-

ние пшеницы на фоне культуральных фильтратов грибов Н. sativum и Fusarium sp. повышает активность БАПНА-гидролизующих ферментов и снижает активность ингибиторов трипсина в корнях и листьях проростков проростков. В начале формирования зерна инокулированные патогеном растения обладали более высокой протеолитической активностью по сравнению с незараженными растениями. Активность ингибиторов про-теиназ в этот период была невысокой. В процессе созревания семян происходит синтез ингибиторов, которые подавляют активность протеиназ. Вследствие этого в фазе молочной спелости в семенах незараженных растений активность БАПНА-аз полностью ингибируется. В зараженных семенах обнаруживается только активность свободных ферментов , а активность свободных ингибиторов в них не выявляется.

Таким образом, активация (или подавление) синтеза ингибиторов протеиназ в тканях растений при взаимодействии с фитопатогенами является важным фактором их устойчивости к поражению.

Нами показано, что системные фунгициды (иммуностимуляторы) способны активировать метаболизм растений на длительный срок. В целом, обработка вегетирующих растений системными фунгицидами приводит к снижению активности БАПНА-гидролизующих ферментов и повышению активности их ингибиторов. Наибольший эффект наблюдается при действии тилта, байтана, бисол 2. В этих, случаях эффект действия фунгицидов оказался противоположным эффекту действия внеклеточных метаболитов патогенных грибов . Обработка клубней картофеля защитными препаратами биологического происхождения (фитоспорин, ОБЦ-5) приводит к длительному повышению активности ингибиторов протеиназ в них.

Таким образом, белки-ингибиторы протеиназ в растениях выполняют роль регуляторов активности как собственных, так и чужеродных ферментов в онтогенезе и на различных этапах патогенеза. Высокая молекулярная гетерогенность ингибиторов протеиназ, индуцированный синтез этих молекул, их агглютинтрующая активность, способность к диффузии из растительных тканей свидетельствует о том, что они являются важным компонентом приспособительных реакций, поддерживающих стационарное состояние (динамическое постоянство состава и свойств) растительного организма при действии факторов биотической и абиотической природы .

ВЫВОДЫ

На основе исследований активности и гетерогенности ингибиторов протеолитических ферментов в тканях растений при различных физиологических состояниях и патогенезе нами сформулированы следующие выводы.

1. В тканях растений ингибиторы протеиназ обнаруживаются в свободной и связанной формах. Предложен метод определения содержания и относительной активности свободных и связанных ингибиторов.

2. Ингибиторы протеиназ в растениях представлены множественными формами белковых молекул. Аналитическим изоэлектрофокусированием в семенах изученных культур обнаружено от 8 до 13 молекулярных форм ингибиторов трипсина и химотрипсина.

3. Показано что, при созревании семян активность протеиназ снижается и активность их ингибиторов повышается. Покоящиеся семена обладают невысокой протеолитической активностью и высокой активностью свободных ингибиторов. Часть протеолитической активности в семянах обусловлена протеиназами внедрившихся патогенов. Подавляющая часть ингибиторов из запасающих органов проявляют активность к ферментам микроорганизмов, млекопитающих и не взаимодействуют с растительными протеиназами, что свидетельствует об их преимуществе-ной защитной роли.

4. Гетерозисные гибриды кукурузы и их родительские формы обладают идентичным компонентным составом ингибиторов. В большинстве случаев по общей активности ингибиторов в тканях гибридные растения занимают промежуточное положение между родительскими формами или находятся на уровне одного из них. Преимущество гибридов проявляется в более высокой активности свободных ингибиторов. Гибридные растения в различных условиях произрастания характеризуются меньшей вариацией (коэффициент вариации менее 15 %) активности ингибиторов.

5. Патогенные грибы Helminthospoirum и Fusarium способны секретиро-вать в окружающую среду протеолитические ферменты, активность которых зависит от вида грибов и условий роста грибной культуры. Фун-гицидные препараты снижают способность грибов к секреции ферментов.

6. В семенах и вегетативных органах культурных растений выявлены белки, подавляющие активность внеклеточных (из культуральной жидкости) протеиназ грибов. Высокая активность этих ингибиторов обнаружена в тканях картофеля, гороха, гречихи, кукурузы, обладающих более высокой устойчивостью к поражению грибами Helminthospoirum и

Fusarium. При прорастании семян ингибиторы экзогенных протеиназ диффундируют в окружающую среду.

7. Обнаружено сходство в действии ингибиторов протеиназ и пектинов на патогенные микроорганизмы. Молекулы ингибиторов, как и лектины, обладают сродством к углеводным компонентам клеточных мембран и способны агглютинировать споры патогенных грибов. Белки семян, сорбирующиеся на спорах грибного патогена обладают протеазаинги-бирующей активностью.

8. У восприимчивых форм растений внедрение и развитие патогенов (Helminthospoirum, Fusarium, Tilletia, Septoria) сопровождается повышением протеолитической активности и снижением активности ингибиторов свободных протеиназ. Устойчивые формы характеризуются стабильно высокой активностью ингибиторов протеиназ.

9. Выращивание растений на фоне фитотоксичных метаболитов патогенных грибов Helminthospoirum и Fusarium приводит к активации протеиназ и подавлению активности их ингибиторов в вегетативных органах. Степень подавления активности ингибиторов в тканях коррелирует с фито-токсичностью грибных метаболитов.

10. Действие фунгицидных препаратов на вегетирующие растения вызывает снижение активности протеиназ и повышение активности свободных ингибиторов, а обработка семян растворами фунгицидов повышает активность протеиназ и связанных ингибиторов в проростках.

11. Обработка клубней картофеля препаратами биологического происхождения (фитоспорин, ОБЦ-5) стимулирует синтез белков с ингибиторной активностью, что повышает их устойчивость к действию возбудителей болезней. В обработанных этими препаратами клубнях имеет место 1,5 -3 кратное повышение активности ингибиторов трипсина и внеклеточных протеиназ Fusarium sp.

Ингибирование протеолитической активности белковыми молекулами является важным механизмом поддержания гомеостатичности растительного организма. Белки-ингибиторы протеиназ принимают активное участие в регуляции активности эндогенных и экзогенных протеиназ путем образования комплексов "фермент-ингибитор", что является важнейшим звеном в формировании защитных реакций растений на действие патогенов и других неблагоприятных воздействий.

Уровень активности ингибиторов внеклеточных протеиназ микроорганизмов рекомендуется использовать в качестве теста для оценки исходного материала с целью оптимизации селекционного процесса, особенно в селекции на устойчивость к болезням, а также для оценки эффективности действия препаратов - иммуностимуляторов растений.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Ибрагимов Р.И., Яковлев В.Г. Баланс системы "протеиназа-ингибитор" как показатель функциональной дифференциации растительной ткани //Всесоюзная конференция "Геном растений". Тез.докл.- Черновцы,-1983.-С. 29-30.

2. Ибрагимов Р.И., Яковлев В.Г, Ахметов P.P. Активность трипсиноподобной протеиназы и ее ингибиторов в формирующихся семенах кукурузы //Всесоюзная конференция "Геном растений". Тез.докл,- Черновцы,- 1983,- С. 89.

3. Ибрагимов Р.И. Протеиназы и их ингибиторы в семенах гетерозисных гибридов кукурузы // Конференция "Генетико-селекционные исследования на Урале". Информ. материалы.- Свердловск. - 1984 - С. 61

4. Исмагилов Ф.С., Ибрагимов; Р.И. Активность протеиназ и их ингибиторов и созревающих семенах кукурузы // У Всесоюзный биохимический съезд. Тез. докл. - Москва. - 1986 - Т. 3.- С .205.

5. Ямалеев A.M., Ибрагимов Р.И. Активность трипсиноподобных протеиназ и их ингибиторов в созревающих семенах пшеницы при заражении пыльной головней //Доклады ВАСХНИЛ. - 1986. - № 5. - С. 9-11.

6. Ибрагимов Р.И., Яковлев В.Г., Ахметов P.P. Определение активности ингибиторов в составе комплекса с протеиназой // Физиология и биохимия. культурных растений. - 1987. - №1. - С.51-54.

7. Ибрагимов Р.И. Активность протеолитических ферментов и их ингибиторов в гибридных растениях кукурузы на начальных этапах онтогенеза // Физиолого-биохимические основы формирования хозяйственно- ценных признаков. - Уфа: БФ АН СССР.- 1986.- С. 27 -34.

8. Ибрагимов Р.И. Активность трипсинподобных протеиназ и их ингибиторов в семенах пшеницы // II Всесоюзная конференция молодых ученых. Тез.докл. - Москва. - 1986. - С.ЗЗ.

9. Ибрагимов Р.И., Яковлев В.Г. Активность трипсинподобных протеиназ и их ингибиторов при созревании семян кукурузы // Экологические аспекты гомеостаза в биогсценозе - Уфа: БФ АН СССР. - 1986.- С. 44-56.

Ю.Мелентьев А.И., Ямалеев A.M., Ибрагимов Р.И., Исаев Р.Ф. Сродство к углеводам и лектиноподобная активность ингибиторов трипсина из семян пшеницы в связи с устойчивостью к фитопатогенным грибам // Сельскохозяйственная биология. - 1986.- № 12. - С .52-54.

П.Ибрагимов Р.И., Яковлев В.Г. Содержание водорастворимого белка и активность ингибиторов трипсина в семенах скороспелых форм кукурузы // Физиолого-биохимические основы гомеостаза и гетерозиса. -Уфа: БФ АН СССР. - 1987.-С. 104-106

12.Мслеитьев А.И., Ибрагимов Р.И., Исаев Р.Ф. Изучение лектинов и ингибиторов протеаз пшеницы в связи с вопросами устойчивости к

грибным болезням // Всесоюзное совещание по иммунитету растений. Тез. докл. - Рига. - 1987. - С. 102.

1 З.Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P. Активность свободных и связанных ингибиторов протеиназ у гетерозисных гибридов кукурузы II Исследования по генетике и селекции на Урале. Информ. материалы.-Свердловск. - 1987. - С . 9-10.

14.Ибрагимов Р.И ., Ахметов P.P. Экспресс-метод определения активности протеиназ и их ингибиторов в составе комплексов // Применение достижений биотехнологии в народном хозяйстве. Уфа: Баш. ун-т .1987. - С. 104-105.

15.Ибрагимов Р.И. Белки-ингибиторы растительного происхождения -регуляторы протеолитических ферментов // III Всесоюзная конференция молодых ученых. Тез. докл. - Петрозаводск. - 1988. - С.74.

16.Ибрагимов Р.И., Яхин И.А., Ахтямов Р.К. Использование иммобилизованных ферментов для выделения белков-ингибиторов протеиназ //Актуальные вопросы биотехнологии.- Уфа: Баш. ун-т.-1990,-С. 79-83.

П.Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P. Наследование активности ферментов и их ингибиторов у гетерозисных гибридов кукурузы // II Всесоюзный симпозиум "Молекулярные механизмы генетических процессов. Тез. докл. - Москва. -1990. - С.121.

18.Ибрагимов Р.И, Ахметов P.P. Гетерогенность и активность протеолитических ферментов и их ингибиторов у гетерозисных гибридов кукурузы // Всесоюзное совещание "Генетика развития". Тез. докл.-Ташкент. - 1990. - С. 60-61.

19.Ахметов P.P., Ибрагимов Р.И. О природе гетерозиса и его прогнозирование II Всесоюзное совещание "Генетика развития". Тез. докл.-Ташкент. -1990. - С.11-12.

20.Джемилев Г.М. , Толстиков А. Г., Селимов Ф.С., Гилязетдинов Ш.Я., Яхин И. А., Ибрагимов Р.И. и др. 2 (диметиламиномеггил-тиопоридин) -проявляющий фунгицидную активность IIA. С. № 1633776,1990.

21.Ибрагимов Р.И. Влияние фунгицидов на активность протеиназ и их ингибиторов пшеницы при заражении корневыми гнилями II 1У Всесоюзная конференция молодых ученых. Тез. докл. - Москва. - 1990. -С. 123.

22. Ибрагимов Р.И. Ингибиторы протеиназ в листьях гетерозисных гибридов кукурузы и их родительских линий //Конференция генетиков Поволжья и Урала. Тез. докл. - Челябинск.-1991. - С. 124.

23. Ivantzov A.I., Achmetov R.R., Vachitov V.A., Ibragimov R.I. Interaction of pure lines and gybrid of mais in coculture II Biotechnology in Agriculture and Forestry. Maize (ed. by Y.P.S. Bajaj}- Springer-Verlag, Berlin.-Heidelberg.- 1994,- V. 25. - P. 119-124.

24. Ziyakaeva K.R., Ibragimov R.I, Achmetov R.R., The activity of enzymes and their inhibitors in tissues of buchwheat // First symposium "Trends in plant Biotechnology. -Pushino. -1991,- P.161

25. Знякаева К. P., Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P. Активность ферментов и их ингибиторов в тканях гречихи // 1 симпозиум "Новые методы в биотехнологии". Тез. докл.- Пушино. -1991.- С .62

26. Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P. Активность протеиназ и их ингибиторов пшеницы при прорастании и созревании семян И Физиологические и технологические аспекты повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.-Уфа: БНЦ УрО РАН,- 1992,- С.28 - 33.

27. Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P. Ингибиторы протеиназ в листьях гетерозисиых гибридов кукурузы и их родительских форм // Генетика-1994.-Т.30 - С.57.

28. Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P. Ингибиторы протеиназ в листьях гетерозисных гибридов кукурузы и их родительских форм. // Конференция "Проблемы генетики и селекции на Урале". Информ. материалы.- Екатеринбург. - 1992.-С. 110-111.

29. Ибрагимов Р.И., Сабитов А.И., Яшина И.Г. Изучение активности протеиназ и их ингибиторов у гречихи посевной и гречихи татарской // Вопросы биотехнологии.-Уфа: Баш. ун-т,- 1995.-С. 72-78.

30. Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P., Яхин И.А., Исаев Р.Ф. Активность протеолитических ферментов и их ингибиторов у грибов - возбудителей корневой гнили // Вопросы биотехнологии.- Уфа: Баш. ун-т.- 1995.- С. 79 -86.

31. Ибрагимов Р.И., Сурина О.Б., Шаяхметов И.Ф., Ахметов P.P. Влияние условий культивирования на активность протеолитических ферментов и их ингибиторов у патогенных грибов - возбудителей корневой гнили // Вопросы биотехнологии.-Уфа: Баш. ун-т.- 1995.-С. 146- 151.

32. Ибрагимов Р.И. Влияние фунгицидов на активность протеиназ и их ингибиторов у пшеницы //Итоги научных исследований биологического факультета БашГУ за 1994 г.- Уфа: Баш. ун-т.-1995. - С. 87-88.

33. Ibragimov R.I., Surina О.В., Shayahmetov I.F. The influence of culture filtrates of pathogen fungi on the activity of proteinases and their inhibitors in wheat II Annual Symposium physical-chemical basis of plant physiology, Penza.- Abstracts.- Pushino.- 1996. -P. 133

34. Ибрагимов Р.И., Яруллина Л.Г. Изучение протеиназ и их ингибиторов у пшеницы в связи с устойчивостью к корневой гнили //Итоги научных исследований биологического факультета БашГУ за 1995 г.- Уфа: Баш. ун-т.- 1996. -С . 6.

35. Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P. Активность и молекулярная множественность ингибиторов трипсина и химотрипенна в семенах злаков II Вестник Башкирского университета,-1996. - № 2(1). -С. 37-40.

36. Ибрагимов Р.И. Подавление активности внеклеточных протеиназ патогенного гриба Fusarium sp. ингибиторами из семян и вегетативных

органах растений // Доклады Россельхозакадемии. - 1997. - № 2. - С. 1517.

37. Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P. Активность внеклеточных протеиназ патогенных грибов в семенах культурных растений // Материалы II съезда биохимического общества РАН.- Москва - Пущино. - 1997. - С. 191-192.

38. Яруллина Л. Г., Трошина Н. Б., Ибрагимов Р.И. Цитологические и физиолого-биохимические особенности взаимодействия гриба Tilletia curies и пшеницы //Труды Международной конференции по анатомии и морфологии растений. - Санкт-Петербург. -1997. - С. 214-215.

39. Ибрагимов Р.И., Хабибуллин С.И. Активность протеиназ и их ингибиторов в проростках пшеницы при действии культуральных фильтратов патогенных грибов II Результаты научных исследований преподавателей биологического факультета БашГУ. - Уфа: Баш. ун-т. -1997.-С. 19-21.

40; Ибрагимов Р.И. Внеклеточные протеолитические ферменты гриба Fusarium sp. и их ингибиторы из растений //Вестник Башкирского университета. - 1997. - № 3 (I, II).- С. SI-54.

41. Ибрагимов Р.И. Влияние фитотоксичных метаболитов патогенных грибов на активность трипсиноподобных протеиназ и ингибиторов трипсина в проростках пшеницы II Физиология и биохимия культурных растений.-1998,-Т.30,№ 2.-С. 150-154.

42. Ибрагимов Р.И., Мелентьев А.И. Агглютинирующая активность и углеводная специфичность ингибиторов трипсина из семян пшеницы II Междунар. школа "Проблемы теоретической биофизики". - Тез. докл. М.: МГУ.-1998.-С. 129

43. Ибрагимов Р.И. Содержание ингибиторов протеиназ в семенах сельскохозяйственных культур II Качество продукции растениеводства и приемы его повышения,- Уфа: Баш. гос. агр. ун-т. - 1998.- С. 146-149.

44. Яхин И.А., Ибрагимов Р.И., Яхин О.И., Исаев Р.Ф., Вахитов В.А. Индуцированное биопрепаратом "Стифун" накопление ингибиторов трипсина в клубнях картофеля при хранении II Доклады Россельхозакаде-МИИ.-1998.- № 4,- С. 11-13.

45. Ибрагимов Р.И., Марданшин И.С., Зайнутдинова Г.Ф., Хабибуллин С.И., Пусенкова Л.И. Механизмы индуцированной устойчивости картофеля к патогенам при обработке биопрепаратами II Материалы 7-й Межд. конф. "Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье".-Симферополь. -1998.- С. 408

46. Ibragimov R.I., Zainutdinova G.F. Inhibitors of pathogenic fungus Fusarium sp. in seeds and vegetative organs of plants II Bulgarian Journal of Plant Physiology. - 1998- Special issuue. - P. 221.

47. Ибрагимов Р.И. Ингибиторы экзолротеиназ патогенного гриба Fusarium sp. в семенах и вегетативных органах растений // Прикладная биохимия и микробиология. - 1998,- Т. 34, № 6. - С. 666-669.

48. Ибрагимов Р.И., Яхин О.И. Экзопротеиназы грибов рода Fusarium и влияние фунгицидов на их активность II Микология и фитопатология (в печати)

49. Яруллина Л.Г., Ибрагимов Р.И., Трошина Н.Б. Физиолого-биохимические механизмы формирования устойчивости пшеницы к головневым грибам // Вестник Башкирского университета (в печати)

50. Ибрагимов Р.И. , Яруллина Л.Г., Ахметов P.P. Активность свободных и связанных ингибиторов прстеиназ в проростках пшеницы при патогенезе корневой гнили II Сельскохозяйственная биология (в печати)

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Ибрагимов, Ринат Исмагилович

Введение.

1. Природа и физиолого-биохимическая роль белковых ингибиторов протеиназ (аналитический обзор)

1.1. Биохимическая характеристика ингибиторов сериновых протеиназ.

1.1.1. Семейство соевого ингибитора трипсина (ингибитора Кунитца, БТ1).

1.1.2. Семейство соевого ингибитора Баумана-Бирка (ВВ1).

1.1.3. Семейство картофельного ингибитора I.

1.1.4. Семейство картофельного ингибитора II.

1.1.5. Семейство ингибиторов трипсина/а-амилазы у злаков.

1.1.3. Семейство ингибиторов тыквенных.

1.2. Содержание, активность и физиологические функции ингибиторов протеиназ у растений.

2. материалы и методы

2.1. Объекты исследований.

2.2. Материалы и реактивы.

2.3. Методы исследований.

2.3.1. Определение активности протеолитических ферментов.

2.3.2. Определение активности ингибиторов протеиназ.

2.3.3. Аффинная хроматография ингибиторов протеиназ.

2.3.4. Выделение лектинов из семян.

2.3.5. Определение агглютинирующей активности белковых препаратов.

2.3. 6. Изоэлектрическое фокусирование белковых препаратов

2.3. 7. Определение концентрации белка.

2.3. 8. Математическая обработка результатов.

3. Методы определения активности ингибиторов протеиназ (разработка методов)

3.1. Определение активности термостабильных ингибиторов, находящихся в составе комплекса с ферментом.

3.2. Определение активности ингибиторов протеиназ по гидролизу желатинового слоя фотопластинок.

4. активность и молекулярная гетерогенность ингибиторов внеклеточных протеиназ грибов, трипсина, химотрипсина в онтогенезе

4.1. Протеолитические ферменты патогенных грибов рода Ршагшгп и рода Не1ттЙЮ8роиит.

4.2. Активность ингибиторов трипсина, химотрипсина, внеклеточных протеиназ патогенных грибов в тканях растений.

4.3. Молекулярная гетерогенность ингибиторов трипсина и химотрипсина в семенах пшеницы, ржи, кукурузы.

4.4. Динамика активности протеиназ и их ингибиторов в процессах прорастания, созревания семян пшеницы, гетерозисных гибридов кукурузы и их исходных форм.

4.5. Диффузия ингибиторов протеиназ в процессе прорастания семян. Гемагглютинирующая активность ингибиторов протеиназ.

5. Изменения в активности протеиназ и их ингибиторов в тканях устойчивых и восприимчивых сортов пшеницы при грибном патогенезе

5.1. Заражение корневыми гнилями.

5.2. Заражение пыльной головней.

5.3. Заражение септорией.

6. Влияние фунгицидов и других защитных препаратов на активность протеиназ и их ингибиторов в растениях

6.1. Активность протеиназ и ингибиторов у пшеницы после обработки фунгицидами.

6.2. Влияние фитотоксичных метаболитов патогенных грибов на активность протеиназ и ингибиторов трипсина в проростках пшеницы.

6.3. Индуцирование активности ингибиторов протеиназ в клубнях картофеля при действии защитных препаратов биологического происхождения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Белковые ингибиторы протеолитических ферментов и их роль в формировании гомеостатических реакций у растений"

Белки-ингибиторы протеолитических ферментов обнаружены в тканях животных, растений, микроорганизмов, в т.ч. и у прокариот (Мосолов, 1971; 1983; 1988; Ryan, 1973; 1981; Richardson, 1977; Laskowski, Kato, 1980; Валуева, Мосолов, 1995). Общим свойством этих молекул является способность образовывать с ферментами комплексы. Образование комплекса сопровождается обратимым подавлением протеолитической активности фермента. Широкое распространение ингибиторов в живой природе свидетельствует, что подавление протеолитичесекой активности этими молекулами является универсальным и весьма важным способом регуляции метаболизма у всех организмов. Полагают, что подавление активности ферментов белковыми ингибиторами является и наиболее древним в эволюционном отношении способом регуляции протеолиза (Мосолов, 1983).

Исследования, проведенные на животных и человеке показали, что патологические процессы в организме приводят к значительным изменениям в активности протеиназ и их ингибиторов в плазме крови, в тканевых жидкостях , печени (Ohtani, Saito, 1985; Бугай, 1986; Carrell, Boswell, 1986; Ахвледиани, 1988; Богадельников, Кубышкин, Гавалова, 1990; Вернигора, Генгин, 1996; Fracois, Veronique, John, 1997). Многие тяжелые болезни , такие как пневмония, цирроз печени, острый перитонит, раковые заболевания, сопровождаются нарушением физиологического баланса протеиназ и их ингибиторов ( Пясик, Хазанов, Ларский, 1977; Gebhard, Hochstrasser,1986; Fritz, 1980; Проворотов , Семенкова, 1991; Corina, Peter, Claus-Michael, 1996). Показано, что наследственная предрасположенность к некоторым болезням обусловлена врожденным дефицитом ингибиторов протеиназ (Ledlen, Woo, 1986 ). 6

Широкое распространение ингибиторов и их содержание в значительных количествах в тканях растений позволяют предположить, что они являются одним из важнейших компонентов регуляции различных физиологических процессов. Несмотря на определенные успехи, достигнутые в изучении состава, структуры, механизмов взаимодействия с ферментами, физиологическая роль этих белков у растений остается малоизученной.

Большинство ранних работ были посвящены изучению растительных ингибиторов как антипитательных веществ, подавляющих активность пищеварительных ферментов. Было показано, что высокое содержание ингибиторов в пище и в корме животных не только снижает усвояемость белков, но и приводит к нарушению процессса пищеварения у человека и животных (см. обзор Richardson, 1977). Однако, рассмотрение ингибиторов протеиназ только как антипитательных факторов оказалось неоправданным. Были получены сведения о том, что они в составе пищи могут оказывать и благоприятное воздействие на здоровье человека. Так, систематическое употребление в пищу ингибиторов препятствует развитию злокачественных заболеваний пищеварительной системы, таких как рак простаты, прямой кишки (Fritz, 1980).

Способность растительных белков подавлять активность протеиназ млекопитающих, насекомых и микроорганизмов легли в основу представлений об их защитных функциях.

Первые сведения о том, что ингибиторы трипсина и химотрипсина из семян бобовых способны подавлять активность протеиназ насекомых-вредителей, питающихся зернокультурами, были получены в 60-е годы ( Appelbaum, Konijn, 1966). В дальнейшем это свойство было обнаружено у ингибиторов из семян пшеницы, ржи, кукурузы (Mitsunaga, 1974; Балаян, 1982). Более того, в семенах сельскохозяйственных культур обнаружены специфические ингибиторы протеолитических ферментов пищеварительного тракта насекомых. Эти ингибиторы были неактивны по 7 отношению к трипсину и химотрипсину (Конарев, Вилкова, 1984; Конарев, 1984, 1987, 1991).

Секреция протеаз является общим свойством инвазионных личинок большого числа видов гельминтов, инвазия которых осуществляется через неповрежденную ткань животных и человека (Sanjeeb, David, 1992). Известно около 700 видов патогенных грибов, проникающих через кутикулу насекомых путем ее деградации внеклеточными протеиназами (Raymond, 1995). Предполагается, что протеолитические ферменты патогенов и их ингибиторы из организма хозяина принимают непосредственное участие во взаимодействии хозяина и патогена. Способность патогена к внедрению и развитию в растительном организме также в значительной мере зависит от активности внеклеточных протеиназ. Исследования в этом плане пока единичны. Внеклеточная протеолитическая активность выявлена у патогенных грибов Fusarium, Helminthosporium, Aspergillus (Кестере, Иевлева, Мосолов, 1980; Кладницкая, Валуева, Домаш, Мосолов, 1994; Ибрагимов, Ахметов, Яхин, Исаев, 1995; Сапунова, Лобанюк, Михайлова, 1997). Секретирующая активность у различных видов микроорганизмов неодинакова и подавляется при действии фунгицидных препаратов (Ибрагимов, 1997).

В растительных тканях обнаружены ингибиторы, способные подавлять активность протеиназ патогенных микроорганизмов (Halim, V Wassow, Mitchell,Edmans, 1973; Бенкен, Мосолов, Федуркина, 1976; Кладницкая, Валуева, Домаш, Мосолов, 1994; Ибрагимов, 1997). Эти молекулы не только подавляют ферментативную активность микроорганизмов , но и угнетают рост мицелия гриба при добавлении их в питательную среду (Бенкен, Мосолов, Федуркина, 1976; Дунаевский, Пав-люкова, Белякова, Белозерский , 1995). Показано, что при набухании семян сои ингибиторы трипсина диффундируют в окружающую среду (Hwang, Yang, Foard, 1978; Wilson, 1980; Tan-Wilson, Wilson, 1982 ). Выход ингибиторов в окружающий раствор наблюдается и при набухании семян 8 гороха, пшеницы, гречихи, кукурузы. При этом, диффундируют не только ингибиторы трипсина, но и белки, эффективно подавляющие активность внеклеточных протеиназ патогенных грибов (Ибрагимов, 1997). Белки способные подавлять активность протеиназ обнаружены и в диффундатах клубней картофеля (Кладницкая, Валуева, Ермолова и др., 1996). Эти факты указывают на то, что диффузия ингибиторов экзогенных протеиназ из тканей при росте и развитии растений, явление широко распространенное и универсальное. Очевидно, ингибиторы наряду с лектинами, фитоалексинами ( и, вероятно, с другими специфическими молекулами) участвуют в создании микросреды вокруг проросших семян и проростков, обладающей антимикробными свойствами. Ранее было показано, что ингибиторы протеиназ способны связываться с углеводными компонентами клеточных стенок патогенов и обладают агглютинирующей активностью (Мелентьев, Ямалеев, Ибрагимов, Исаев, 1986). Полученные данные позволяют более детально представить механизмы функционирования ингибиторов как защитных белков растений .

Активность ингибиторов протеиназ в растениях значительно измененяется при действии различных факторов. С. Рианом и его сотрудниками ( Green, Ryan, 1971;1972; Ryan, 1973; 1978 1983; Phmkett, Senear, Zuroske, Ryan, 1982; Walker-Simmons, Hadwiger, Ryan,1983;) было обнаружено, что поранение тканей личинками колорадского жука приводит к повышению активности ингибиторов протеиназ в листьях томатов и картофеля. Повреждение одного листа вызывало активацию ингибиторов по всем органам растений. Было показано, что на месте повреждения тканей образуется специфический химический сигнал, который был назван "индуктором синтеза ингибиторов протеиназ" (PIIF). Оказалось, что многие виды растений способны к накоплению ингибиторов в ответ на повреждение тканей (Ryan, 1978; Walker-Simmons, Ryan, 1984; Brown, Ryan, 1984; Brown, Takio, Titani, Ryan, 1985). Накопление ингибиторов в растениях индуцируется олигосахаридами, образующимися при разрушении 9 клеточных стенок растений, грибов и кутикулы насекомых (Walker-Simmons, Jin, West et all., 1984; Roby, Toppan, Esquerre-Tugaye, 1987). Эти же соединения были способны активировать выработку антигрибкового фитоалексина пизатина в бобах гороха (Walker-Simmons, Hadviger, Ryan, 1983). Хитозан активирует также и процессы лигнификации в листьях пшеницы (Pearse, Ride, 1982). В настоящее время олигосахариды обладающие регуляторной активностью получили тривиальное название "олигосахарины". Предполагается, что олигосахарины, связываясь со специфическими рецепторами на мембранах клеток, включают триггерные механизмы обеспечения выживаемости растений (Тарчевский, 1993; Озерец-ковская, Роменская, 1996).

Обработка клубней картофеля защитными препаратами биологического происхождения вызывает длительное повышение активности в них ингибиторов протеиназ, что способствует увеличению устойчивости клубней к действию возбудителей болезней (Яхин, '/ Ибрагимов, Яхин, Вахитов, 1998). Повышение активности свободных ингибиторов имеет место и при обработке растений пшеницы фунгицидами системного действия (Ибрагимов, 1990; 1996). Относительная активность протеиназ и их ингибиторов подвергается значительным изменениям при заражении растений патогенными грибами. Характер этих изменений у устойчивых и восприимчивых к патогенам сортов различен. В большинстве случаев, внедрение, развитие патогенов у восприимчивых форм растений вызывает повышение активности протеиназ и снижение активности свободных ингибиторов (Ямалеев, Ибрагимов, 1986; Ибрагимов, Ахметов, 1992; Ибрагимов, 1996; Ибрагимов, Яруллина, 1996). Аналогичное действие на растения оказывает и выращивание их на фоне фитотоксичных метаболитов патогенных грибов (Ибрагимов, Хабибуллин, 1997; Ибрагимов, 1998).

Сведения в этом плане позволяют предложить принципиально новые подходы к поиску препаратов для защиты растений, стимулирующих естественные механизмы устойчивости растений. Активация генов

10 ингибиторов протеиназ при обработке такими препаратами способствует повышению устойчивости растений. Об этом свидетельствуют и результаты опытов по переносу генов этих молекул. Устойчивость полученных трансгенных растений табака, содержащих модифицированные гены ингибиторов протеиназ, к поражению личинками вредителей была значительно выше, чем у других растений (Johnson , Narvaez, An, Ryan, 1989).

Ингибиторы способны также подавлять и активность собственных (эндогенных) протеиназ растений. Такие ингибиторы впервые были обнаружены в семенах салата-латука. Было показано, что ингибитор трипсина из покоящихся и прорастающих семян . способен подавлять активность трипсиноподобной протеиназы из прорастающих семян (Shain, Mayer, 1965; 1968). Впоследствии наличие ингибиторов собственных протеиназ было обнаружено в семенах пшеницы (Preston, Kruger, 1976), ячменя (Micola, Enari, 1970), риса (Hariguchi, Kitagishi, 1971), гречихи (Воскобойникова, Дунаевский, Белозерский, 1990).

Во многих случаях ингибиторы собственных протеиназ отличались от ингибиторов трипсина и химотрипсина из тех же объектов. Так, М.А. Белозерским с сотрудниками (Воскобойникова, Дунаевский, Белозерский, 1990) в семенах гречихи обнаружен ингибитор эндогенной металлопротеиназы, который значительно отличался от ингибиторов трипсина этих же семян. Высокоспецифичный ингибитор растительной сериновой протеиназы был выделен из семян кукурузы (Авсенева, Федуркина, Мосолов, 1987). Этот ингибитор не проявлял активность нм к трипсину, ни к субтилизину.

Однако, следует заметить, что имеется очень мало работ, рассматривающих взаимоспецифичные протеиназы и ингибиторы в едином функциональном комплексе. В большинстве исследований активность протеолитических ферментов и их ингибиторов рассматривается независимо друг от друга. Экспериментальные сведения последних лет свидетельствуют о наличии в растительных тканях большого количества сериновых протеиназ. Они обнаружены в семенах, листьях, корнях, плодах

11 различных растений (Левицкий, 1982; Тер-Мовсесян, Попов, Казаков, 1981; Шаненко, Попов, Кретович, 1985; Исмагилов, Ибрагимов, 1986; Kaneda, Solue, Tominaga, 1986; Wilson, Tan-Wilson, 1987; Batt, Wallace, 1989; Вовчук, Волчевская, Бабаянц, Левицкий, 1991). В связи с этим, изучение регуляции активности сериновых протеиназ собственными ингибиторами несомненно приобретает особую актуальность.

Показано, что белки-ингибиторы из растений способны подавлять активность собственных протеиназ, гидролизующих субстрат Б АПН А (Ибрагимов, Яковлев, Ахметов, 1987). Часть протеиназ и ингибиторов в тканях растений выявляются в составе неактивных комплексов. Комплексы "протеиназа - ингибитор" обнаружены в созревающих семенах и вегетативных тканях пшеницы и кукурузы . При созревании семян v происходит снижение протеолитической активности и накопление свободных ингибиторов (Исмагилов, Ибрагимов, 1986; Ибрагимов, Ахметов, 1992).

Подробно изучена система "протеиназа-ингибитор" в прорастающих семенах гречихи. Показано, что металлопротеиназа, запускающая процесс протеолиза основного запасного белка 13S глобулина, и её эндогенный ингибитор локализованы в белковых телах семян (Элпидина, Воскобойникова, Белозерский, Дунаевский , 1990). Авторы предполагают, что протеиназа в покоящихся семенах гречихи находится в составе комплекса с ингибитором. В начале прорастания происходит распад комплекса и 13S глобулин подвергается сначала ограниченному протеолизу, а затем полному гидролизу с участием других протеиназ (Дунаевский, Белозерский, Воскобойникова, 1991). Освобождение металлопротеиназы из комплекса может происходить вследствие её взаимодействия с двухвалентными катионами металлов, освобожденных в результате распада фитина в белковых телах. Роль цитоплазматических ингибиторов в семенах бобовых может заключаться в защите внутриклеточных белков от повреждающего действия протеиназ,

12 освобождающихся при разрушении белковых тел (Baumgartner, Chrispeels, 1976).

Высокое содержание ингибиторов протеиназ в запасающих органах растений и характер изменений их содержания при созревании и прорастании семян позволили предположить, что они могут являться запасными белками. Для многих растений синтез и накопление ингибиторов в запасающих органах связан с вступлением в состояние покоя. Так, активность ингибиторов трипсина и химотрипсина в надземных органах картофеля в период клубнеобразования снижается, в клубнях же их активность возрастает (Ryan, Huisman, 1967). В семенах злаковых и бобовых культур ингибиторы накапливаются параллельно процессу их созревания (Carasco, Xavier-Filcho, 1981; Пыльнева, Левицкий, 1982; Вовчук, Лукьянюк, Игнатова, 1983; Исмагилов, Ибрагимов, 1986; Ямалеев, Ибрагимов, 1986). По некоторым литературным данным ( Micola, Enari, 1970; Kirsi, Micola, 1971; Pustai, 1972; Preston, Kruger, 1976; Baumgartner, Chrispeels, 1975; 1976; Salmia, Micola, 1980), активность ингибиторов протеиназ в семенах при прорастании неуклонно снижается. Однако, имеются и работы, в которых отмечено, в некоторых случаях, значительное повышение активности ингибиторов и в прорастающих семенах (Collins, Sanders, 1976; Мироненко, Домаш, Чехова и др., 1981; Пыльнева, Левицкий, 1982). Это свидетельствует о том, что при прорастании семян не все ингибиторы подвергаются протеолитической деградации. Примером может служить бифункциональный ингибитор а-амилазы/субтилизина из семян кукурузы, который при прорастании транспортируется в ткани проростка (Хлуднев, Мосолов, 1992). Эти факты не согласуются с взглядами на роль ингибиторов протеиназ в семенах и других запасающих органах только как на один из компонентов запасных белков.

Из изложенного выше следует, что белки-ингибиторы выполняют важную роль в метаболизме растений. Однако,сведения о физиологической роли этих молекул в растениях пока ещё немногочисленны и

13 представления об этом в значительной степени имеют предварительный характер. Совершенно не изучен вопрос об участии их в формировании гомеостатистических реакций у растений, т. е. их способности противостоять изменениям и сохранять динамическое постоянство состава и свойств при действии различных факторов среды. В этом плане весьма важные сведения могли бы дать исследования активности и гетерогенности ингибиторов протеиназ у гетерозисных гибридов растений, обладающих, как известно, более широкими адаптивными возможностями (адаптивным гетерозисом), чем их родительские формы. При этом может быть получен ценный экспериментальный материал, необходимый для дальнейшего раскрытия физиолого-биохимических причин гетерозиса и биохимической роли самих ингибиторов протеиназ. Нет экспериментальных данных о функционировании протеиназ и ингибиторов в растениях при заражении их патогенными микроорганизмами. Дальнейшее изучение физиолого-биохимических механизмов функционирования ингибиторов протеиназ в растениях позволило бы эффективно использовать полученные данные и в практических целях: для корректировки процессов развития, стимулирования защитных реакций. Они могут быть использованы и как генетические маркеры при выведении, сортов, обладающих устойчивостью к болезням и вредителям, создании эффективных защитных препаратов и симбиотиче-ских комплексов "растение-микроорганизм" с положительными характеристиками,

Участие ингибиторов протеиназ в формировании гомеостатистических реакций нами рассматривается на различных модельных системах: как гетерозис, патогенез, реакций устойчивых и восприимчивых форм растений при поражении грибными возбудителями болезней, а также при изменении условий произрастания, действии на растение физиологически активных соединений.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Ибрагимов, Ринат Исмагилович

ВЫВОДЫ

1. В тканях растений ингибиторы обнаруживаются в свободной и связанной формах. Предложен метод определения содержания и относительной активности свободных и связанных ингибиторов

2. Ингибиторы протеиназ в растениях представлены множественными формами белковых молекул. Аналитическим изоэлектрофокусирова-нием в семенах изученных культур обнаружено от 8 до 13 молекулярных форм ингибиторов трипсина и химотрипсина.

3. Показано что, при созревании семян активность протеиназ снижается и активность их ингибиторов повышается. Покоящиеся семена обладают невысокой протеолитической активностью и высокой активностью свободных ингибиторов. Часть протеолитической активности в семянах обусловлена протеиназами внедрившихся патогенов. Подавляющая часть ингибиторов из запасающих органов проявляют активность к ферментам микроорганизмов, млекопитающих и не взаимодействуют с растительными протеиназами, что свидетельствует об их пре-имущественой защитной роли.

212 зуются меньшей вариацией (коэффициент вариации менее 10 %) активности ингибиторов.

5. Патогенные грибы Helminthospoimm и Fusarium способны секретиро-вать в окружающую среду протеолитические ферменты, активность которых зависит от вида грибов и условий роста грибной культуры. Фунгицидные препараты снижают способность грибов к секреции ферментов.

6. В семенах и вегетативных органах культурных растений выявлены белки, подавляющие активность внеклеточных ( из культуральной жидкости) протеиназ грибов. Высокая активность этих ингибиторов обнаружена в тканях картофеля, гороха, гречихи, кукурузы, обладающих более высокой устойчивостью к поражению грибами Helminthospoirum и Fusarium. При прорастании семян ингибиторы экзогенных протеиназ диффундируют в окружающую среду.

7. Обнаружено сходство в действии ингибиторов протеиназ и лектинов на патогенные микроорганизмы. Молекулы ингибиторов, как и лекти-ны, обладают сродством к углеводным компонентам клеточных мембран и способны агглютинировать споры патогенных грибов. Белки семян, сорбирующиеся на спорах грибного патогена обладают протеа-заингибирующей активностью.

9. Выращивание растений на фоне фитотоксичных метаболитов патогенных грибов Helminthospoirum и Fusarium приводит к активации протеиназ и подавлению активности их ингибиторов в вегетативных органах. Степень подавления активности ингибиторов в тканях коррелирует с фитотоксичностью грибных метаболитов.

213

11. Обработка клубней картофеля препаратами биологического происхождения (фитоспорин, ОБЦ-5) стимулирует синтез белков с ингиби-торной активностью, что повышает их устойчивость к действию возбудителей болезней. В обработанных этими препаратами клубнях имеет место 1,5 -3 кратное повышение активности ингибиторов трипсина и внеклеточных протеиназ Fusarium sp.

214

197 Заключение

В последние годы в тканях растений обнаружены новые сигнальные молекулы (гормоны, вторичные посредники), регулирующие экспрессию генов и; соответственно, биосинтез определенных белков, лежащих в основе адекватных реакций растений на изменяющиеся условия (на внешние и внутренние сигналы) ( Метлицкий, Дьяков, Озерецковская, 1986; Ecker, Davis, 1987; Albersheim, Darvill, Augur et all.,1992; Тарчевский, 1992; Усов, 1993; Озерецковская, Роменская, 1996 ). К числу таких белков относятся и ингибиторы протеолитических ферментов (Peng, Black, 1976; Walker-Simmons, Jin, West, Hadwiger, 1984; Ryan, 1992; Farmer, Jon-son, Ryan, 1992; Валуева, Мосолов, 1995).

Полученный нами экспериментальный материал показывает, что регуляция метаболизма специфическими белками-ингибиторами ферментов представляет собой важнейшую часть механизмов поддержания структурной и функциональной целостности, жизнеспособности (гоместатичности) растительного организма. Ингибиторы протеиназ в растительных тканях могут находиться в свободном (активном) или связанном в составе комплекса состояниях. Разработанный и предложенный нами удобный метод позволяет оценивать активность свободных и связанных ингибиторов протеиназ в экстрактах растительных тканей. Принцип метода заключается в использовании свойства термостабильности белков-ингибиторов. Показано, что относительная активность свободных и связанных ингибиторов протеиназ в различных органах растений неодинакова и значительно изменяется в онтогенезе. Покоящиеся семена ряда культур (кукурузы, ржи, пшеницы, гороха) характеризуются высокой активностью свободных ингибиторов протеиназ. Белки-ингибиторы из этих семян проявляют активность преимущественно, к чужеродным протеиназам - ферментам млекопитающих и микроорганизмов. В покоящихся семенах гречихи выявлены ингибиторы, подав

198 ляющие активность БАПНА-гидролизующих ферментов из этих же семян. Причем, в семенах дикого вида - гречихи татарской, ингибиторы протеиназ выявлены только в связанном состоянии (Ибрагимов, Сабитов, Яшина, 1995), т.е. способность растительных белков к ингибирова-нию чужеродных ферментов в эволюционном отношении является более поздним признаком, чем способность к регуляции собственных ферментов. Как предполагается, способность растительных белков подавлять активность чужеродных ферментов является результатом сопряженной эволюции растений и гетеротрофных организмов (насекомых, бактерий, грибов) (НагЬопе, Ьщ1шгу, 1978; Конарев, 1992).

Ингибиторы из покоящихся семян пшеницы и кукурузы подавляют активность БАПНА-аз из созревающих и прорастающих семян, проростков. В экстрактах созревающих семян и проростков выявлены белки, подавляющие активность ферментов из этих же органов. Эти данные свидетельствуют о том, что в метаболически активных тканях белки-ингибиторы участвуют в регуляции активности эндогенных протеиназ путем образования неактивных комплексов.

Эксперименты показали, что в эндосперме прорастающих семян активность ингибиторов протеиназ (в расчете на сухую массу) повышается, несмотря на то, что часть ингибиторов диффундирует в окружающую среду. Так, из семян пшеницы за 2 суток прорастания диффундирует около 10 % исходной ингибиторной активности (Ибрагимов, 1997). Повышение активности ингибиторов протеиназ наблюдалось и при прорастании семян сои, люпина, кукурузы (Мироненко , Домаш, Чехова, и др., 1981; Пыльнева, Левицкий, 1982).

199 ные, полученные в полевых условиях свидетельствуют, что значение ин-гибиторной активности в органах растений зависит не только от генотипа растений, но и от условий их вегетации. Наиболее чувствительными к изменению погодных условий оказались отцовские формы гетерозисных гибридов (коэффицитенты вариации 20-40 %). Более гомеостатичные вы-сокогетерозисные гибриды характеризуются стабильностью показателя активности ингибиторов независимо от условий вегетации (коэффициенты вариации 5-15 %).

Как известно, протеиназы принимают активное участие в мобилизации и трансформации азотистых соединений из вегетативных органов и накоплении белка в созревающих семенах (Dalling, Roland, Wilson, 1976; Колесник, Павлов, 1977; Кондратьева, Камалова, 1983). Трехлетние исследования активности протеиназ и их ингибиторов позволили нам выявить некоторые закономерности в функционировании комплексов "протеиназа-ингибитор" в листьях и созревающих семенах гибридов и их родительских форм. По мере созревания семян и старения листьев активность ингибиторов протеиназ в листьях снижается. На начальных этапах формирования семян в них обнаруживается высокая протеолитическая активность. Активность ингибиторов в этот период в семенах практически не выявляется. При созревании семян происходит повышение активности ингибиторов и снижение активности протеолитических ферментов. Часть протеиназ и ингибиторов в созревающих семенах обнаруживается в составе комплексов, что свидетельствует о причастности ингибиторов к регуляции протеолиза в семенах при созревании.

Полученные нами данные об активности протеиназ и их ингибиторов подтверждают вывод (Конарев, Ахметов, Гилязетдинов, 1982; Кона-рев, 1993, 1995), что гетерозисные гибриды по большинству физиолого-биохимических показателей не имеют превосходства перед родительскими формами, как правило, они занимают промежуточное положение между ними. Высокая продуктивность и устойчивость гибридов обусловлены более благоприятной функциональной сбалансированностью геноти

200 па. В этом случае гетерозисный эффект может выражаться в снятии "лимитирующих звеньев" метаболизма. По данным изоэлектрического фокусирования все изученные гибриды и их родительские формы характеризовались одинаковым числом молекулярных форм ингибиторов трипсина в покоящихся семенах. Отдельные компоненты ингибиторов у гибридов и их линий обладали идентичными значениями изоэлектриче-ских точек. По нашим данным, преимущество гибридов выявлялось в более высокой активности свободных протеиназ, их ингибиторов и быстром накоплении этих ингибиторов в созревающих семенах.

201 пшеницы, ржи, кукурузы, гороха, гречихи, в клубнях картофеля, корнеплодах моркови, листьях капусты, в плодах яблони (Ибрагимов, 1997). Высокая активность ингибиторов характерна для клубней картофеля, семян гороха и гречихи. Нужно отметить, что уровень активности ингибиторов, подавляющих гидролиз казеина грибными ферментами в большинстве случаев выше, чем активность ингибиторов БАПНА-аз. Инги-биторная активность растительных белков зависит, вероятно, не только от типа фермента, но и от природы гидролизуемого ферментом субстрата.

Высокое содержание ингибиторов внеклеточных протеиназ патогенных грибов Fusarium и Helminthosporium в семенах гороха, гречихи и кукурузы является одним из факторов, обеспечивающих устойчивость этих культур к поражению корневыми гнилями. Как известно, растения гречихи, кукурузы и бобовые практически не поражаются одним из основных возбудителей корневых гнилей - Н.sativum (Тупеневич, 1970; 1974). На модельных опытах показано, что добавление в культуральную среду ингибиторов протеиназ, выделенных из семян этих культур подавляют рост и развитие патогенных грибов (Бенкен, Мосолов, Федуркина, 1976; Дунаевский, Павлюкова, Белякова, Белозерский, 1995). Аналогичные процессы имеют место, по-видимому, и в естественных условиях. Об этом свидетельствует обнаруженный нами факт секреции ингибиторов грибных протеиназ из прорастающих семян, что создает вокруг них микросреду с антимикробными свойствами (Ибрагимов, 1997). Мы полагаем, что вследствие этого в прикорневой зоне подавляется патогенная активность почвенной микрофлоры, в частности грибов Fusarium и Helminthosporium.

Аккумуляция ингибиторов протеиназ в зоне инфекции может происходить за счет связывания их с компонентами оболочек клеток патогенов. Показано, что аффинноочищенные препараты ингибиторов трипсина из семян пшеницы обладают "лектиноподобной" активностью, т.е. они способны агглютинировать кроличьи эритроциты. Оказалось, что

202 ингибиторы трипсина сязываются с компонентами клеточных оболочек, содержащих N-ацетилглюкозамин и его олигомеры (Меленьтьев, Ямале-ев, Ибрагимов, Исаев, 1986). Об углеводсвязывающей способности ингибиторов свидетельствует и тот факт, что они полностью сорбируются на овогеле. В свою очередь, значительная часть белков-лектинов из семян способна связываться с иммобилизованным трипсином. Эксперименты показали, что ингибиторы протеиназ, как и молекулы лектинов, способны агглютинировать и споры ряда патогенных грибов. В наибольшей степени лектинами и ингибиторами агглютинируются споры патогена, несовместимого с пшеницей - возбудителя пыльной головни пырея. Для агглютинации спор совместимых патогенов (Ustilago tritici, Tilletia caries) необходимы более высокие концентрации лектинов и ингибиторов. Следует отметить, что коммерческий препарат ингибитора трипсина из семян сои (ингибитор Кунитца) не вызывает агглютинацию спор исследуемых грибов. Оказалось, что споры бурой ржавчины пшеницы (Puccinia recóndita) не агглютинируются ни лектинами, ни ингибиторами. Эти факты указывают на то, что лектины и ингибиторы протеиназ проявляют высокоспецифичную агглютинтрующую активность по отношению к спорам патогенных грибов. Вероятно, специфичность агглютинации обусловлена различиями в механизмах инфицирования и особенностями химического состава и структуры оболочек спор патогенных грибов. Известно, что основным полисахаридом спор головневых грибов является хитин, тогда как у ржавчинных грибов полисахариды представлены ге-мицеллюлозой и пентозанами (Бессмельцева, Шутова, Чигрин, 1983). Следует отметить, что белки из семян пшеницы, сорбируемые на спорах пыльной головни пырея обладали и антитрипсиновой, и гемагглютини-рующей активностью.

Полученные данные позволяют более отчетливо представить защитное действие ингибиторов протеиназ при поражении растений фито-патогенами. Благодаря способности связывать углеводные фрагменты клеточной поверхности хитинсодержащих микроорганизмов, ингибито

203 ры протеиназ могут аккумулироваться на поверхности прорастающих спор и гиф внедрившегося в растение патогена и инактивировать секре-тируемые ими протеолитические ферменты. Миграция ингибиторов в зону инфекции может происходить вследствие наличия градиента концентрации молекул свободного ингибитора, обусловленного сорбцией молекул на поверхности микробных клеток. Анологичный процесс может иметь место и до внедрения патогена в ткани, например, на поверхности растений. Как известно, споры многих патогенных грибов способны прорастать и проникать в растение даже через неповрежденные ткани, если они попадут на достаточно увлажненный участок, так называемую "инфекционную каплю". Деградация растительных клеток в этом случае осуществляется внеклеточными гидролазами, секретируемыми из патогена. В свою очередь, из растительных клеток в инфекционную каплю транспортируются защитные соединения, такие как фитоалексины, белки-ингибиторы протеолитических ферментов ( Кладницкая, Валуева, Ермолова и др., 1996). Показано, что транспорт этих и других молекул из растительной клетки при контакте с патогеном осуществляется при помощи механизмов экзоцитоза (Карпук, 1996). Очевидно, белки-ингибиторы, способные связываться с клеточными стенками патогенов, значительно эффективнее подавляют активность экзопротеиназ и препятствуют гидролизу растительной клетки. Логично предположить, что из растительных клеток диффундируют не только ингибиторы протеиназ, но и белки, подавляющие активность других гидролитических ферментов. Косвенно об этом свидетельствует факт обнаружения ингибитора пектолитических ферментов патогенного гриба в составе клеточных стенок растений (АИзегсИепп, 1975; А1Ьегс11еш1, АпсЗегзоп-Рклйу, 1975). Таким образом, диффузию белков-ингибиторов протеолитических ферментов из растительных тканей и аккумуляцию их на поверхности микроорганизмов следует рассматривать как один из важных механизмов формирования защитных процессов у растений при контакте с патогенами.

204

Как отмечалось, в ответ на различные повреждения, в том числе и на внедрение фитопатогенов? в растениях происходит синтез ингибиторов протеиназ (Peng, Black, 1976; Ryan, 1977; Ryan, 1992). Такие эксперименты были проведены на растениях семейства пасленовых - томатах и картофеле. Модификация активности ингибиторов протеиназ в тканях является, по-видимому, частью неспецифических реакций растений в ответ на действие стрессовых факторов биотического и абиотического характера. Об этом свидетельствует и то обстоятельство, что накопление ингибиторов протеиназ в тканях происходит одновременно с увеличением содержания других защитных соединений (фитоалексинов, лектинов, лигни-нов). Причем, накопление этих соединений в растительном организме индуцируется одними и теми же элиситорами, в роли которых могут выступать углеводсодержащие фрагменты клеточных стенок растений и грибов, а также некоторые фитогормоны (Walker-Simmons, Jin, West et all., 1984; Albercheim, Darvill, Augur et all., 1992; Тарчевский, 1992).

Наши эксперименты показывают, что растения пшеницы устойчивого и восприимчивого сортов проявляют различную реакцию на проникновение факультативного патогена Н. sativum. Растения устойчивого сорта характеризуются высокой антипротеолитической активностью в тканях, что способствует инактивации протеиназ патогена и его локализации в местах проникновения. Заражение проростков восприимчивого сорта приводит к снижению активности свободных ингибиторов не только в местах проникновения, но и в надземных органах растения, что свидетельствует о подавлении защитных реакций растений. Очевидно, снижение активности свободных ингибиторов уменьшает сопротивляемость растений к действию внеклеточных ферментов патогена, что способствует дальнейшему его развитию и распространению в растительных тканях. Активация протеиназ и подавление активности их ингибиторов в тканях восприимчивой пшеницы обуславливается действием внеклеточных метаболитов патогенных грибов. Так, выращивание пшеницы на фоне культуральных фильтратов грибов Н. sativum и Fusarium sp. повыша

205 ет активность БАПНА-гидролизующих ферментов и снижает активность ингибиторов трипсина в корнях и листьях проростков (Ибрагимов, 1998).

Искусственное заражение пшеницы возбудителем пыльной головни также приводит к значительным изменениям в активности протеиназ и их ингибиторов в созревающих семенах (Ямалеев, Ибрагимов, 1986). Уже в начале формирования зерна инокулированные патогеном растения обладали более высокой протеолитической активностью по сравнению с незараженными растениями. Активность ингибиторов протеиназ в этот период была невысокой. В процессе созревания семян происходит синтез ингибиторов, которые подавляют активность протеиназ. Вследствие этого в фазе молочной спелости в семенах незараженных растений активность БАПНА-аз полностью ингибируется. В зараженных семенах устойчивого и восприимчивого сортов обнаруживается только активность свободных ферментов , а активность свободных ингибиторов в них не выявляется. Отсюда следует, что имеющийся резерв ингибиторов в зараженных растениях связывается с протеолитическими ферментами. Если в фазе восковой спелости в зараженных растениях устойчивого сорта все протеиназы инактивированы ингибиторами , то у восприимчивого сорта в связанном состоянии выявляется лишь 26 % протеолитической активности. В то же время, в семенах устойчивого сорта имеется значительный резерв ингибиторов, тогда как у восприимчивого сорта свободные ингибиторы отсутствуют. Это указывает на различную реакцию растений устойчивого и восприимчивого сортов в ответ на проникновение патогена. Внедрение патогена вызывает активацию протеолитических ферментов в тканях как восприимчивого, так и устойчивого сортов растений. Однако, индуцированная протеолитическая активность в семенах устойчивого сорта эффективно подавляется ингибиторами, что ограничивает развитие патогена и способствует его локализации в местах внедрения. У восприимчивого сорта процесс подавления протеолитической активности протекает менее эффективно и процесс патогенеза усиливается. Микро

206 скопические исследования показали, что у устойчивого сорта в зародыше покоящихся семян, полученных на фоне заражения, имеются единичные гифы этого патогена, которые локализованы в щитке и корешках. У восприимчивого сорта наблюдается интенсивное поражение всего зародыша, особенно почечки (Ямалеев, 1974).

Развитие и размоножение Ustilago tritici завершается в тканях пшеницы в течение следующего периода вегетации растений. Учитывая это, мы исследовали активность системы "протеиназа-ингибитор" в растениях на ранних этапах онтогенеза. Результаты экспериментов показывают, что проростки,выращенные из зараженных семян, по активности протеиназ значительно превосходят незараженные растения (в 2-3 раза). По мере развития растений у устойчивого сорта протеолитическая активность снижается, у восприимчивого сорта она сохраняется на высоком уровне. Зараженные проростки устойчивых сортов характеризуются более высокой активностью ингибиторов протеиназ, чем незараженные растения. У зараженных проростков восприимчивых сортов, наоборот, ингибитор-ная активность была низкой по сравнению с незараженными.

Как известно, в процессе эволюции у фитопатогенных грибов сложились два основных способа взаимодействия с растениями-хозяевами: факультативный (некротрофный) и облигатный (биотрофный) паразитизм. Аппарат воздействия на растение у фитопатогенов включает по

207 крайней мере две группы разных веществ - токсины (гормоны) и гидролитические ферменты (Караджова, 1989; Билай, Гвоздек, Скрипаль и др., 1988; Дьяков, 1994; Holzer, Murtina, Marc, Stefan, 1995; Raymond, Loresh, Michael, 1996; Карпук, 1996). При действии некротрофного гриба в растительной клетке возникают изменения, препятствующие внедрению и развитию патогена и сохраняющие целостность растительных тканей (защитные реакции) или развивается патологический процесс, обеспечивающий развитие гриба за счет гибели растительных клеток. При био-трофном заражении обеспечивается длительное совместное существование двух организмов. Результаты наших экспериментов свидетельствуют, что протеолитические ферменты патогена, растений и их ингибиторы из растительных тканей принимают непосредственное участие в процессе взаимодействия растений-хозяев с факультативными и облигатными патогенами. Причем, в процессе их взаимодействия под влиянием внеклеточных метаболитов патогенные свойства микроорганизма и защитные свойства растительного организма значительно изменяются. Грибы -некротрофы характеризуются высокой активностью внеклеточных протеиназ, а биотрофы обладают меньшей их активностью. Повышение протеолитической активности при поражении растений факультативными паразитами обуславливается как активностью растительных ферментов, так и внеклеточными ферментами развивающегося микроорганизма. При действии облигатных патогенов (U.tritici, S.nodorum) активируются в основном собственные ферменты растительного организма. В любом случае, белки- ингибиторы в органах растений подавляют индуцированную патогеном активность протеолитических ферментов. В тканях устойчивых форм растений подавление активности ферментов протекает более эффективно за счет высокого содержания в них ингибиторов и за счет синтеза новых молекул белков с ингибиторной активностью. Поражение растений восприимчивых сортов, наоборот, приводит к подавлению синтеза белков с ингибиторной активностью под влиянием внеклеточных метаболитов патогена. Таким образом, активация (или подавле

208 ние) синтеза ингибиторов протеиназ в тканях растений при взаимодействии с фитопатогенами является важным фактором их устойчивости к поражению.

Как показывают наши опыты и данные других исследователей (Ryan, 1974; Peng, Black, 1976; Fanner, Jonson, Ryan, 1992; Кладницкая, Валуева, Ермолова и др., 1996); изменение активности протеиназ и их ингибиторов в тканях является неспецифической ответной реакцией растений на изменение условий обитания. Из этого следует, что искусственное изменение баланса активности протеиназ и их ингибиторов в растительных тканях является является одним из механизмов повышения их устойчивости. Наиболее перспективным в этом плане является возможность использования препаратов, приводящих к длительной индукции синтеза ингибиторов протеиназ в растениях.

Результаты наших экспериментов показывают, что системные фунгициды (иммуностимуляторы) способны активировать метаболизм растений на длительный срок. Действие фунгицидов на растения пшеницы проявляется в повышении активности свободных ингибиторов. Так, через 7 суток после обработки системными фунгицидами ридомилом и тилтом, ингибиторы трипсина в листьях выявляются только в свободном состоянии, тогда как в растениях контрольного варианта около 50 % ингибиторов обнаруживаются в связанном состоянии. В целом, обработка вегетирующих растений системными фунгицидами приводит к снижению активности БАПНА-гидролизующих ферментов и повышению активности их ингибиторов. Наибольший эффект наблюдается при действии тилта, байтана, бисол 2. В этих случаях эффект действия фунгицидов оказался противоположным эффекту действия внеклеточных метаболитов патогенных грибов (Ибрагимов, 1998).

Как видно из наших опытов и экспериментов других иследователей (Нилова, Гусева, 1977; Тютерев, Мелоян, 1980; Зыкова, 1984)? химические защитные препараты наряду с прямым фунгицидным действием способны индуцировать и защитные реакции растительного организма.

209

Можно предположить, что при действии защитных препаратов биологического происхождения эти реакции в тканях растений могут оказаться более эффективными. Первичными сигнальными молекулами, запускающимиответные реакции растений служат компоненты клеточных стенок самого растения или микроорганизмов ( Тарчевский, 1992; Озерецковская, Роменская, 1996). Поэтому, препараты содержащие фрагменты клеточных стенок или непатогенные микроорганизмы (например, бактерии) могут служить элиситорами, индуцирующими защитные реакции растений. Возможность проявления таких реакций изучена нами на модельных опытах с клубнями картофеля с использованием препарата растительного происхождения ОБЦ-5 и бактериального препарата Фи-тоспорин. Эксперименты показывают, что обработка клубней этими препаратами приводит к длительному повышению активности ингибиторов протеиназ в них. Так, через 40 суток после обработки клубней 0,05 % раствором препарата ОБЦ-5 активность ингибиторов трипсина в них была в 2 раза выше, чем в необработанных клубнях. Эффект обработки проявлялся в течение 3 месяцев. Обработка клубней Фитоспорином приводила к повышению активности трипсина и внеклеточных протеиназ гриба Fusarium sp. как в клубнях, так и в проростках. Белки из обработанных клубней в концентрации 30 мкг/мл полностью подавляли жела-тингидролизующую активность грибных протеиназ. В контрольном варианте белки в этой же концентрации ингибировали лишь 65% ферментативной активности. В целом, стимулирующий эффект препарата ОБЦ-5 и Фитоспорина значительно превышал эффект действия химических препаратов - фундазола и ТМТД и был сравним с действием арахидоно-вой кислоты, известного как эффективный индуктор защитных реакций (Чалова, Авдюшко, Чаленко, 1989; Ильинская, Васюкова, Озерецковская, 1991; Озерецковская, 1994). В наших опытах продолжительная активация синтеза ингибиторов протеиназ способствовала защите клубней от проникновения и развития микроорганизмов. Применение препарата

210

ОБЦ-5 повышало устойчивость тканей к целому ряду болезней, поражающих клубни при хранении.

211

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Ибрагимов, Ринат Исмагилович, Уфа

1. Авсенева Т.В., Федуркина Н.В., Мосолов В.В. Изменение активности протеиназы и ее ингибитора при прорастании семян кукурузы //Физиология растений. - 1988,- Т.35, № 1.- 106 -112.

2. Авсенева Т.В., Федуркина Н.В., Мосолов В.В. Ингибитор протеиназы 1, ответственной за инактивацию нитратредуктазы в корнях кукурузы //Физиология растений. 1987.- Т.34, № 1.- 114 -120.

3. Андреев Л.Н., Талиева М.Н. Физиологические аспекты иммунитета растений // Облигатный паразитизм / Под ред. Андреева Л.Н. и др. М.: Наука,- 1991,-С. 5-12.

4. Асадова М.Г., Попов М.П. Изменение активности ферментов при увлажнении зерна пшеницы // Прикл. биохим и микробиол. 1990. - Т.26, № 3. - С. 379-382.

5. Ахвледиани И.В. Состояние ингибиторов протеолиза и кининогенеза у больных острой пневмонией молодого возраста // Автореферат.дисс. канд.мед.наук. Тбилиси,- 1988.- 28 с.

6. Беккер З.Э. Физиология грибов и их практическое использование .- М.: Наука.- 1963.- 230 с.

7. Беккер З.Э., Чадова Ж.С. // Эколого-физиологические методы в борьбе с фузариозным вилтом хлопчатника,- Ашхабад.- 1973,- С. 38-59.215

8. Белозерский М.А. Свойства и физиологическая роль протеаз и их ингибиторов в семенах некоторых высших растений // Автореф. дисс. докт. биол. наук. М.:- 1983.- 43 с.

9. Белозерский М.А., Дунаевский Я.Е. Начальные превращения главного запасного белка в прорастающих семенах гречихи // Биохимия. -1983,-Т. 48, №3. С. 508-511.

10. Белозерский М.А., Дунаевский Я.Е., Воскобойникова Н.Е. Наличие в семенах гречихи ингибитора собственного протеолитического фермента //ДАН СССР. -1982.- Т.264, № 4.- С. 991-993.

11. Бенкен A.A., Буданова В.И. Ингибиторы трипсина в семенах фасоли // Труды по прикл. ботанике, генетики и селекции. 1976.- Т. 56, № 3.-С. 67-73.

12. Бенкен A.A., Гричишкина С.Д., Хацкевич Л.К. Упрощенный способ диагностики гельминтоспориозной корневой гнили злаковых колосовых культур // Микология и фитопатология,- 1988.- Т.22, вып.2.- С. 153-156.

13. Бенкен И.И., Мосолов В.В., Федуркина Н.В. Влияние ингибиторов протеиназ фасоли на фитопатогенные грибы // Микология и фитопатология. 1976.- Т.10, № 3. - С.198-201.

14. Бессмельцева Л.М., Шутова Е.А., Чигрин В.В. Углеводный и белковый обмен при прорастании уредоспор стеблевой ржавчины пшеницы // Сель.-хоз. биология. 1973. - № 5. - С. 779 - 780.

15. Билай В.И. Фузарии. Киев, Наукова думка, 1977.- 443 с.

16. Билай В.И., Гвоздек Р.И., Скрипаль И.Г. и др. Микроорганизмы -возбудители болезней растений. Киев: Наукова думка. - 1988.- 359 с.

17. Богадельников И.В., Кубышкин A.B., Гавалова Н.Г. Изменения протеиназ ингибиторного баланса бронхоольвеолярного секрета при воспалительных заболеваниях легких у детей. // Педиатрия. - 1990. - № 3. - С. 17-20.216

18. Бугай Б.Г. Антипротеолитическая активность сыворотки крови и её взаимосвязь с белковым спектром, гемокоогуляцией и генеологическим статусом у больных хронической пневмонией и раком легкого: Дисс. канд. мед. наук. Львов, 1986. - 223 с.

19. Вайнтрауб И.А., Ропот Е.С. Цистеиновая протеиназа из прорастающих семян подсолнечника. Частичная очистка и действие на запасной 11S белок // Биохимия.- 1988.- № 5.- С. 776-780.

20. Валуева Т. А., Мосолов В. В. Белки-ингибиторы потеолитических ферментов // Прикл. биохимия и микробиол 1995. Т. 31, № 6. - С. 579589.

21. Валуева Т. А., Ревина Т.А., Мосолов В. В. Белки-ингибиторы протеиназ из клубней картофеля, относящиеся к семейству соевого ингиибто-ра Кунитца // Биохимия.- 1997.- Т. 62, № 12. С. 1600-1608.

22. Валуева Т.А., Зимачева A.B., Мосолов В.В. Локализация трипсинсвя-зывающего центра в молекуле ингибитора сериновых протеиназ // Докл. АН СССР. 1977. - Т. 237, № 6. - С. 1513-1516.

23. Великанов Л.Л. К вопросу о биологической роли токсических метаболитов Helmintosporium Sorokinanum Sacc.// Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур.-Вильнюс, 1978,- С. 110-120.

24. Вернигора А.Н., Генгин М.Г. Протеолитические ферменты: субклеточная локализация, свойства и участие в обмене нейропептидов // Биохимия,- 1996.- Т. 61, № 5. С. 771-785.

25. Вито л И. С., Ко лесов А.Ю., Попов М.П. Взаимодействие протеолитических ферментов семян фасоли с белковыми ингибиторами протеаз разного происхождения // Прикл. биохимия и микробиол.-1987. Т. 23, №4. - С. 451-454.

26. Вовчук C.B., Волчевская А.Е., Бабаянц Л.Г., Левицкий А.П. Изменение активности пептидгидролаз в проростках озимой пшеницы при заражении мучнистой росой.// Физиол.и биохим. культ, раст.- 1991.-Т.23, №2.- С. 169-172.217

27. Вовчук C.B., Левицкий А.Г., Вовчук И.Л. Активность пептидгидро-лаз в созревающем зерне пшеницы // Прикл. биохимия и микробиол1989. Т. 25, №2. - С. 220-225.

28. Вовчук C.B., Лукьянюк С.Ф., Игнатова С.А. Динамика изменений активности протеиназ и ингибиторов трипсина в зерне ячменя при созревании // Физиол. и биохим. культ .растений. -1983.- Т. 15, № 3. -262 -266.

29. Вовчук C.B., Макаренко O.A., Мусич В.Н., Левицкий А.П. Возможные механизмы активации пептидгидролаз проростков озимой пшеницы при закаливании // Физиол. растений.- 1994,- Т. 41, N.4.- с.494-499.

30. Воскобойникова Н.Е., Дунаевский Я.Е., Белозерский М.А. Ингибитор металлопротеиназы из покоящихся семян гречихи //Биохимия.1990,-Т.55, №5,-С. 839 847.

31. Гешеле Э.Э. Устойчивость зерновых злаковых культур к корневой гнили // Генетика и селекция боленеустойчивых сортов культурных растений. -М.: Наука.- 1974. С. 171-178.

32. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта.- М.: Агропромиздат, 1985.351 с.

33. Дунаевский Я.Е, Павлюкова Е.Б., Белякова Г.А., Белозерский М.А. О физиологической роли ингибиторов протеиназ растений: две группы функционально активных ингибиторов в семенах гречихи// Мол. биол.- 1995. Т. 29, вып.6. С. 1258-1264

34. Дунаевский Я.Е., Белозерский М.А., Воскобойникова Н.Е. Реконструкция системы протеолиза главного запасного белка семян гречихи //Биохимия,- 1991.- Т.56, № 8,- С. 1369 -1373.

35. Дъяков А.Б. Обоснование морфофизиологического типа растений масличного подсолнечника, эффективно использующих азот // Сель-скохоз. Биология. 1980.- Т. 16, № 6,- С.860-868.218

36. Дьяков Ю.Т. Биологические свойства возбудителей болезней растений при хранении // Защита растений. 1981.- № 12. - С. 24 -25.

37. Дьяков Ю.Т. Молекулярно-генетические основы взаимоотношений растений с грибными и бактериальными инфекциями // Успехи современной генетики.- вып. 19. М.: Наука. - 1994. - С.25-48.

38. Ермекева Б.Д. Почвенные грибы и обыкновенная корневая гниль колосовых зерновых.- Алма-Ата: Наука, 1988.- 144 с.

39. Зимачева A.B., Иевлева Е.В., Мосолов В.В. Ингибитор сериновых протеиназ из семян тыквы // Биохимия,- 1988.- Т.53, № 5. С. 740-746.

40. Зимачева A.B., Иевлева Е.В., Мосолов В.В.Выделение и характеристика ингиибторов цистеиновых протеиназ из клубней картофеля // Биохимия,- 1984.- Т.49, № 7. С. 1153-1158.

41. Зыкова С.Н. Влияние фунгицидов на локализацию пероксидазы в растениях картофеля. Бюлл. ВИЗР. -1984.- № 57. - С. 30-32.

42. Ибрагимов Р. И., Яковлев В. Г., Ахметов Р. Р. Определение активности ингибиторов в составе комплекса с протеиназами // Физиол. и био-хим. культ, растений. 1987. - №1. - С. 51-53.

43. Ибрагимов Р.И. Активность протеолитических ферментов и их ингибиторов в гибридных растениях кукурузы на начальных этапах онтогенеза // Физиолого-биохимические основы формирования хозяйственно- ценных признаков. Уфа: БФ АН СССР.- 1986.- С. 27 -34.

44. Ибрагимов Р.И. Влияние фитотоксичных метаболитов патогенных грибов на активность трипсиноподобных протеиназ и ингибиторов трипсина в проростках пшеницы // Физиол. и биохим. культ, раст. -1998,- Т.30, № 2.- С. 150-154.

45. Ибрагимов Р.И. Влияние фунгицидов на активность протеиназ и их ингибиторов у пшеницы //Итоги научных исследований биологического факультета БашГУ за 1994 г.- Уфа: Баш. ун-т.- 1995. С. 87-88.219

46. Ибрагимов Р.И. Внеклеточные протеолитические ферменты гриба Fusarium sp. и их ингибиторы из растений //Вестник Башкирского университета. 1997. - № 3 (I, II).- С. 51-54.

47. Ибрагимов Р.И. Подавление активности внеклеточных протеиназ патогенного гриба Fusarium sp. ингибиторами из семян и вегетативных органов растений // Доклады Россельхозакдемии.- 1997,- № 2.- С. 15-17.

48. Ибрагимов Р.И. Содержание ингибиторов протеиназ в семенах сельскохозяйственных культур // Качество продукции растениеводства и приемы его повышения.- Уфа: Баш. гос. агр. ун-т. 1998.- С. 146-149.

49. Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P. Активность и молекулярная множественность ингибиторов трипсина и химотрипсина в семенах злаков // Вестник Башкирского университета.- 1996. № 2 (1). -С. 37-40.

50. Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P. Активность протеиназ и их ингибиторов пшеницы при прорастании и созревании семян // Физиологические и технологические аспекты повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.-Уфа: БНЦ УрО РАН.- 1992.- С.28 33.

51. Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P. Ингибиторы протеиназ в листьях гете-розисных гибридов кукурузы и их родительских форм //1 съезд ВОГиС, Саратов С-т.Петербург - 1994.- Генетика- 1994.-Т.30 - С.57.

52. Ибрагимов Р.И., Ахметов P.P., Яхин И.А., Исаев Р.Ф. Активность протеолитических ферментов и их ингибиторов у грибов возбудителей корневых гнилей // В сб.: Вопросы биотехнологии. Уфа: Баш. у-нт.-1995. - С. 79-86.

53. Ибрагимов Р.И., Мелентьев А.И. Агглютинирующая активность и углеводная специфичность ингибиторов трипсина из семян пшеницы // Междунар. школа "Проблемы теоретической биофизики". Тез. докл. М.:МГУ.-1998.-С. 129

54. Ибрагимов Р.И., Сабитов А.И., Яшина И.Г. Изучение активности протеиназ и их ингибиторов у гречихи посевной и гречихи татарской // Вопросы биотехнологии,- Уфа: Баш. ун-т,- 1995.- С. 72-78.220

55. Ибрагимов Р.И., Яковлев В.Г. Активность трипсинподобных протеиназ и их ингибиторов при созревании семян кукурузы // Экологические аспекты гомеостаза в природе. Уфа: БФ АН СССР. - 1987.- С. 44-56.

56. Ибрагимов Р.И., Яруллина Л.Г. Изучение протеиназ и их ингибиторов у пшеницы в связи с устойчивостью к корневой гнили //Итоги научных исследований биологического факультета БашГУ за 1995 г.Уфа: Баш. ун-т.- 1996. -С . 6.

57. Иевлева Е.В., Руденская Ю.А., Дунаевский Я.Е., Мосолов В.В. 7,5 кДа-ингиибтор цистеиновых протеиназ из семян тыквы // Биохимия.-1997,-Т. 62, №5.-С. 644-650.

58. Измайлов С.Ф. Физиология симбиотических возможностей в клубеньках бобовых: биогенез и роль перибактероидной мембраны // Фи-зиол. Раст,- 1996. Т.43, № 5. - С. 773-791.

59. Ильинская Л.И., Васюкова Н.И., Озерецковская O.A. Биохимические аспекты индуцированной устойчивости //Итоги науки и техники Сер. Защита растений. Т.7. М.: ВИНИТИ - 1991.- 102 с.

60. Ильинская Л.И., Переход У.А., Чаленко Г.И. и др. Фукозилсодержа-щие олигосахариды и фитофтороустойчивость картофеля // Физиол. растений.- 1997. Т.44, № 6. - С. 893-899.

61. Исаев Р. Ф. Специфичность взаимодействия геномов пшеницы и эги-лопса с возбудителем твердой головни// Дисс. канд. биол. наук. Уфа. -БНЦ УрО АН СССР. - 182 с.

62. Исмагилов Ф.С., Ибрагимов Р.И. Активность протеиназ и их ингибиторов в созревающих семенах кукурузы // У Всесоюзный биохимический съезд. Тез. докл. Москва. - 1986 - Т. 3.- С .205.221

63. Ихсанова Д.И., Ефремов А.Б., Попов М.П., Кретович B.JI. Протео-литическая активность белков пшеничной клейковины // Прикл. биохимия и микробиол. -1985. Т. 21, № 3. - С. 391-394.

64. Ихсанова Д.И., Попов М.П., Кретович B.J1. Ферментативная активность пшеничной клейковины и ее фракций // Прикл. биохим. и микробиол. -1983. Т. 19, № 5. - С. 659-661.

65. Караджова JI.B. Фузариозы полевых культур.- Кишинев: Штиинца. -1989. -256 с.

66. Карпук В.В. Экзо- и эндоцитоз в развитии структурно-функциональных взаимоотношений между растением и грибным патогеном // Физиол. растений,- 1996.- Т. 43, №> 5. С. 753 - 764.

67. Кестере А.Я., Иевлева Е.В., Мосолов В.В. Выделение сериновой про-теиназы плесневого гриба Aspergillus oryzae методом аффинной хро-мотографии и характеристика фермента // Прикл. биохимия и микробиол. -1980. Т. 16, № 5. - С. 653-660.

68. Кладницкая Г.В., Валуева Т.А., Домаш В.И., Мосолов В.В. Экзопро-теиназы гриба Fusarium sambucinum Fuck. И их взаимодействие с ингибиторами // Прикл. биохим. и микробиол.- 1994,- Т. 30, вып. 1, С. 2129.

69. Кладницкая Г.В., Валуева Т.А., Ермолова Н.В. и др. Накопление ингибиторов протеиназ в диффузатах клубней картофеля при инфицировании возбудителем фитофтороза // Физиол. растений. 1996.- Т.43, № 5.-701 - 706.

70. Колесник Г.И., Павлов А.Н. Биосинтетические способности зерновок как один из факторов накопления белка в зерне пшеницы // Физиол. и биохим. культ, растений. 1977,- Т. 9, № 3,- С. 244-248.

71. Колодозейская М.В, Пивненко Т.Н., Мосолов В.В. Сериновые про-теазы пилоритических придатков дальневосточных лососевых // Прикл. биохим. и микробиол.- 1988.- Т. 24, Ж 3, С. 353-360.222

72. Конарев Ал.В. Взаимосвязи и изменчивость ингибиторов протеиназ и а-амилаз у пшеницы и родственных ей злаков // Сельхоз. биол.- 1986.-№3. С. 46-51.

73. Конарев Ал.В. Идентификация ингибиторов тиоловых протеиназ насекомых и зерна у пшеницы и других злаков // Докл. ВАСХНИЛ.- 1984. № 10. - СЛ 3-15.

74. Конарев Ал.В. Изменчивость ингибиторов трипсиноподобных протеиназ у пшеницы и родственных ей злаков в связи с устойчивостью к зерновым вредителям // Сельхоз. биол. -1987,- № 5.- С. 17-24.

75. Конарев Ал.В. Компонентный состав ингибиторов трипсина из зерновки и листьев пшеницы //Докл. ВАСХНИЛ. -1987. -№ 12.- С. 6-9.

76. Конарев Ал.В. Методы анализа компонентного состава ингибиторов а-амилаз и протеиназ у злаков //Прикл. биохим. и микробиол.- 1985.-Т.21, № 1,- С.92-100.

77. Конарев Ал.В. Перекрестный анализ взаимодействия компонентов эндогенных а-амилаз и протеиназ с белковыми ингибиторами // Докл. ВАСХНИЛ.- 1990-. № 1. С.10-13.

78. Конарев Ал.В. Системы ингибиторов гидролаз у злаков организация, функции и эволюционная изменчивость // Автореф. дисс. докт. биол. наук. - М.: 1992,- 38 с.

79. Конарев Ал.В. Эволюционная изменчивость и генетический контроль ингибиторов химотрипсина-субтилизина у пшеницы // Докл. ВАСХНИЛ. 1989. №5. С.8-10.

80. Конарев Ал.В., Вилкова H.A. Ингибиторы ферментов и иммунитет //Защитарастений. -1984.-№ 10. С. 17-19.

81. Конарев Ал.В., Вилкова H.A. К вопросу об индентификации, компонентном составе и функционировании систем ингибиторов протеиназ у пшеницы // Сельхоз. биология. -1984. № 9,- С.39-44.

82. Конарев Ал.В., Фомичева Ю.В. Перекрестный анализ взаимодействия компонентов а-амилаз и протеиназ насекомых с белковыми ингибито223рами из эндосперма пшеницы // Биохимия. -1991. -Т.56, №.4.- С.628-638.

83. Конарев В. Г. Белки пшеницы.- М.: Колос.- 1980.

84. Конарев В. Г. Белки растений как генетические маркеры. -М.: Колос.-1983.- 231 с.

85. Конарев В. Г. Вид как биологическая система в эволюции и селекции. Биохимические и молекулярно-биологические аспекты.- Санкт-Петербург, ВИР. 1995. - 161 с.

86. Конарев В. Г., Ахметов Р. Р., Сидорова В. В. и др. Биохимические и молекулярно-генетические аспекты гетерозиса .- М.: Колос- 1993.

87. Конарев В.Г., Гилязетдинов Ш.Я., Ахметов P.P. Гетерозис и его проявление по данным биохимии и молекулярной генетики // Сельхоз. биол. -1981. Т. 16, № 3. - С. 380-386.

88. Кондратьев М.И., Камалова Т.Г. Протеазы листьев в онтогенезе растений// Физиол. биохим. культ, растений. 1983. - Т. 15, №3. - С. 107115.

89. Корневые гнили яровой пшеницы / Под ред. С.М.Тупеневича. JL: Колос. - 1974.-62 с.

90. Королев Н.П. Функции лектинов в клетках. Общие проблемы физико-химической биологии // Итоги науки и техники. 1984.- Т. 1.- 351 с.

91. Кретович В.А., Токарева P.P., Петрова И.С. Биохимические и коллоидно-химические исследования созревания семян ржи // Биохимия зерна. 1951. -№ 1. - С. 84-91.

92. Кривченко В.И. Прибор для заражения пшеницы и ячменя пыльной головней // Селекция и семеноводство. I960.- № 3.- С. 66-67.

93. Кривченко В.И. Устойчивость зерновых и колосовых к возбудителям головневых болезней. М.: Колос.- 1984.- 304 с.

94. Кудря В.А., Симоненко И.А., Колтукова И.В. Влияние электромагнитного поля на биосинтез и некоторые свойства внеклеточной про-теиназы и лектина Bacillus subtilis 316М // Прикл. биохим. и микро-биол,- 1996.-Т. 32, № 6 .- С. 646-649.224

95. Кумачева Е.М., Попов В.И. Метод инокуляции всходов пшеницы Helminthosporium sativum Р. К. et В. // Бюл. ВИЗР.- Л.: ВИЗР.- 1996.- № 39,- С. 73-75.

96. Курсанов А.Л., Брюшкова Л.П. Действие ферментов в созревающих семенах пшеницы // Биохимия. 1940.- № 5.- С. 5-10.

97. Левицкий А.П. Классификация, номенклатура и биохимические свойства протеолитических ферментов зерна пшеницы и ячменя // Сборник научных трудов.Одесса: ВСГИ.- 1982.- С. 7 -18.

98. Линник Л.И. Роль фунгистазиса в снижении поражения ячменя корневой гнилью в условиях Белорусии // Автореф. канд. дис,- Ленинград -Пушкин. 1982. - 20 с.

99. Луцик М.Д. Новый аффинный сорбент для очистки лектинов // Украинский биохимический журнал. 1984.- Т. 56, № 4. -С. 432-436.

100. Лушникова Е.В., Федуркина И.В., Кротова Л.И., Мосолов В.В. Получение иммобилизованных ферментов. Биоспецифическая хромото-графия // Методы современной биохимии. М.: Наука.- 1975.- С. 5-8.

101. Малиновский В.М. Выделение, очистка, антиферментный спектр ингибиторов трипсина из кукурузы // Протеолитические ферменты и их ингибиторы в семенах зерновых и зернобобовых культур.- Одесса: ВСГИ. 1982.- С.21-26.

102. Мелентьев А.И., Ямалеев A.M., Ибрагимов Р.И., Исаев Р.Ф. Сродство к углеводам и лектиноподобная активность ингибиторов трипсина из семян пшеницы в связи с устойчивостью к фитопатогенным грибам // Сельхоз. биология. 1986.- № 12. - С .52-54.

103. Метлицкий Л.В., Дьяков Ю.Т., Озерецковская О.Л. Индукторно-супрессорная гипотеза фитоиммунитета // Журнал общ. биол. 1986.Т. 47, № 3. -С. 748-758.

104. Методические указания по изучению устойчивости зерновых культур к корневым гнилям / под ред. Григорьева М.Ф. Л.: ВИР. 1976. 59 с.225

105. Мироненко A.B., Домаш В.И. Чехова А.И. и др. Содержание и динамика активности белков-ингибиторов протеиназ в семенах люпина // Физиолого-биохимические основы регулирования роста и обмена веществ растений. Минск.- 1981. - С. 11-19.

106. Морозова Т.Р., Макарова М.А., Аксенова A.A., Юрганова Л.А. Получение из мицелия гриба биологически активного препарата, индуцирующего защитные реакции картофеля // Биохимия хранения овощей и плодов. М.: Наука. 1990. - С. 56-61.

107. Мосолов В.В. Белковые ингибиторы протеолитических ферментов-как регуляторы процессов протеолиза.- М.: Наука.-1983.- 40 с.

108. Мосолов В.В. Белки ингибиторы протеаз и а - амилаз у растений (Обзор) // Прикл.биохим. и микробиол.- 1995.-Т. 31, № 1 .- С. 5-10.

109. Мосолов В.В. Ингибиторы протеолитических ферментов в растениях // Вопросы мед. химии. 1987.- Т. 336 № 5. - С. 52-56.

110. Мосолов В.В. Механизмы контроля протеолиза // Успехи биологической химии .- Т.28. -М.: Наука.- 1988.- 125 с.

111. Мосолов В.В. Протеолитические ферменты. М.: Наука.-1971.- 414 с.

112. Мосолов В.В., Валуева Т.А. Растительные белковые ингибиторы протеолитических ферментов. М.: ВИНИТИ.-1993.- 207 с.

113. Мосолов В.В., Колосова Г.В., Валуева Т.А., Дронова Л.А. Ингибитор трипсина из семян гледичии ( Gleditsia triacanthos L.) // Биохимия -1982. -Т. 47, №5. -С. 797-802

114. Мосолов В.В., Костанова Е.А., Валуева Т.А. . // Прикл. биохим и микробиол. 1985. - Т.21, № 2. - С. 167-172.

115. Мосолов В.В., Малова Е.Л.,Валуева Т.А., Шульмина А.И. // Биоор-ганнич. химия.- 1975. Т. 1, № 10. - С. 1449-1457.

116. Мосолов В.В., Соколова Е.В., Ливенская O.A. Ингибитор химот-рипсина и сериновых протеиназ микроорганизмов, выделенный из семян кукурузы // Биохимия 1984. - Т. 49, № 8. - С. 1334-1342.226

117. Мосолов В.В., Федуркина H.B. Выделение ингибитора трипсина на колонке с трипсин-сефарозой // Биохимия.- 1974.- Т. 241, № 5.- С. 12141216.

118. Нилова В.П., Гусева Г.А. Влияние химической иммунизации на активность природных ингибиторов амилаз и инвертазы клубней картофеля в период зимнего хранения // Труды ВИЗР. 1977,- № 52. - С. 7783.

119. Нортроп Д., Кунитц М., Херриот Р. Кристаллические ферменты.-М.: Ин. Лит-ра. 1950,- 346 с.

120. Озерецковская O.A., Роменская И.Г. Олигосахарины как регулятор-ные молекулы растений // Физиол. растений,- 1996. Т.43, № 5. - С. 743752.

121. Озерецковская О.Л. Индуцирование устойчивости биогенными эли-ситорами фитопатогенов // Прикл. биохим. и микробиол. -1994.- Т. 30, № 3,- С.325-339.

122. Оучи С., Оку X. Физиологические основы восприимчивости, индуцированной патогенами // Борьба с болезнями растений: Устойчивость и восприимчивость: Пер. С англ. М.: Колос,- 1984. С. 128-149.

123. Оучи С., Оку X. Восприимчивость как процесс, индуцируемый пато-геноми // Борьба с болезнями растений: Устойчивость и восприимчивость: Пер. с англ. М.: Колос.- 1984. С.38-49.

124. Падчуфарава Г.М., Сярова З.Я., Карпук В.В. Пектальтчныя ферменты Helminthosporium teres Sacc. // Весщ Акадэми навук Беларусь Сер. б1ял. навук. 1994. № 1. - С. 15-18.227

125. Петрова И.С., Вицюнайте М.М. Определение проеолитической активности ферментных препаратов микробиологического происхождения //Прикл. биохимия и микробиология,- 1966,- Т.2, № 3. -С.322-327 .

126. Покровский С.Н., Белозерский М.А. Ингибитор трипсина из семян гречихи//Биохимия. 1980.- Т.45, №11.- С. 2104-2110.

127. Покровский С.Н., Виницкая Н.О., Сизова Т.П., Белозерский М.А. Действие ингибиторов протеиназ из семян гречихи на протеолитиче-ские ферменты гриба Alternaría tenus // ДАН СССР,-1981.- Т. 259, № 2,-С. 495-497.

128. Полякова Е.В. Гетерозис в свете данных биохимической генетики // Популяционно-генетические аспекты продуктивности растений. Новосибирск,- 1982.-С. 87-126.

129. Проблемы наследственности при цирозе печени. // Под ред. Хоменко А.Г. М.: Медицина. 1990. - 240 с.

130. Проворотов В.М., Семенкова Г.Г. Прогнозирование и дефферентци-альная диагностика зятяжной пневмонии с помощью показателя инги-бирования протеолитической активности. // Клин. мед. 1991. - №1. -С. 91-94.

131. Пыльнева П.Н., Левицкий А.П. Изучение активности ингибитора трипсина в зерне обычной и высоколизиновой кукурузы // Физиол. биохим. культ .раст. -1982.- Т.14, № 4. -378 -381.

132. Пясик М.В., Казанова А. И., Ларский Э.Г. Изменение сывороточных белков у больных циррозами печени. // Лаб. дело, 1977, №7, С. 421423.

133. Рубин Б.А., Арциховская Е.В., Аксенова В.А. Биохимия и физиология иммунитета. М.: Высш. школа.- 1975,- 320 с.

134. Сапунова Л.И. , Лобанюк А.Г., Михайлова Р.В. Условия синтеза пектиназ и протеаз грибом Aspergillus alliaceus и получение комплексного препарата мацерирующего действия // Прикл. биохим. и микробиол. -1997,- Т. 33, № 3.- С. 292-295.228

135. Тарчевский И.А Регуляторная роль деградации биополимеров и ли-пидов // Физиол. растений. -1992.- Т.39, № 6,- С. 1215-1223.

136. Тарчевский И.А. Биогенный стресс у растений // Казанский мед. Журн,- 1994. Т.75, № 1. - С. 3-9.

137. Тарчевский И.А. Катаболизм и стресс у растений // 52 Тимирязевские чтения. М.: Наука. - 1993. - 80 с.

138. Тер-Мовсесян, Попов М.П., Казаков Е.Д. Нейтральные протеазы ржи // Биол. ж. Армении,- 1981,- Т. 34, № 5.- С. 509-513.

139. Типисева И.А., Попов М.П. Протеазы семян сои // Прикл. биохим. и микробиол. -1984.- Т. 20, № 5,- С. 622-625.

140. Тупеневич С.М. Корневая гниль яровой пшеницы в засушливых районах Северного Казахстана и степных районах Западной Сибири // Корневые гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними. М.: Колос.-1970. С. 3-8.

141. Тютерев С.Л., Мелоян В.В. Действие некоторых фунгицидов и биологически активных веществ на содержание фитоалексинов в клубнях картофеля // Бюл. ВИЗР.- 1980.- № 47. С. 57-61.

142. Тютерев С.Л., Небиеридзе Г.И., Ксендзова Э.Н. и др. Физиолого-биохимические особенности устойчивости огрца к мучнистой росе под влиянием биологических индукторов // С.-х. биология.- 1994.- N 1.-С.110-116.

143. Уритани И. Биохимические подходы к основополагающим принципам поражения растений болезнями //Инфекционные болезни растений: Физиологические и биохимические основы: Пер. с англ. -М.: Аг-ропромиздат.- 1985. С. 347-358.

144. Усов А.И. Олигосахарины новый класс сигнальных молекул в растениях // Успехи химии. - 1993. - Т. 62, № 11. - С. 1119-1144.

145. Фадеев Ю. Н., Нурминская Л.О., Богданов В. П. и др. Электрофоре-тические исследования запасных белков зерна пшеницы, пораженной грибковой инфекцией //Сельхоз. биол. 1990. - № 5. - С. 119-125.229

146. Федин M.А. Проблемы гетерозиса растений // Итоги науки и техники. Сер. общ. генетики. М.: ВИНИТИ,- 1978. - Т. 5. -С. 124-158.

147. Федоров П.С. Физиолого-биохимические основы гетерозисаи результаты использования в селекции кукурузы // Вопросы агрохимии. -Фрунзе,- 1979,- С.8-13.

148. Фитоспорин. Уфа: ГП НПО "Иммунопрепарат". -1996. - 24 с.

149. Фурсов О.В. Выделение и изучение системы протеаза-ингибитор из зерна пшеницы // Химия природных соединений,- 1975.- № 5,- С. 642645.

150. Фурсов О.В. Протеазы и ситема "протеаза-ингиибтор" родительских линий и гибридов кукурузы // Физиол. и биохим. культ, растений. -1975,- Т.7, № 4,- С.424-428.

151. Хлуднев Д.В. Ингибиторы химотрипсина и субтилизина из зерновок пшеницы // Автореф. канд. дисс. М.: ИНБИ. - 1991.-24 с.

152. Хлуднев Д.В., Мосолов В.В. Поведение белка-ингибитора ос-амилазы 2 из зерна пшеницы при прорастании // Физиол. раст. 1992. -Т.39, № 1. - С. 120-125.

153. Чалова Л.И., Авдюшко С.А., Чаленко Г.И. и др. Арахидоновая и эйказопентаеновая кислоты системные пролонгированные иммуниза-торы картофеля // Доклады АН СССР. - 1989. Т.ЗОЗ, № 5. - С. 12621265.

154. Чулкина В.А. Корневые гнили хлебных злаков в Сибири.- Новосибирск:- Наука, 1985,- 189 с.

155. Шаненко Е.Ф., Попов М.П., Кретович В.Л. Нейтральные протеина-зы зерна пшеницы // Прикл. Биохим. микробиол.- 1985.- Т. 11, № 2.-С. 173-176.

156. Шульгин М.И. Ингибиторы протеиназ микроорганизмов в семенах пшеницы, ржи, тритикале// Автореф. дис. канд.биол.наук. М.- 1985.21 с.230

157. Шульгин М.И., Мосолов B.B. Выделение белковых ингибиторов протеиназ микроорганизмов из семян злаков // Новые методы практической биохимии. М.: Наука. - 1988. - С. 71-75.

158. Шульгин М.И., Мосолов В.В. Специфические белковые ингибиторы протеиназ микроорганизмов, выделенные из семян злаков// Биохимия.-1985.- Т. 50, № 10. С. 1676-1684

159. Шутов А.Д. Белтей Н.К., Вайнтрауб И.А Цистеиновая протеиназа из прорастающих семян пшеницы: частичная очистка и гидролиз клейковины // Биохимия.- 1984,- Т. 49, № 7,- С. 1171-1178.

160. Шутов А.Д. Протеолиз белков в прорастающих семенах // Автореф. дис.д-ра биол.наук.- М., 1983.- 40 с.

161. Шутов А.Д., Вайнтрауб H.A. Протеолиз запасных белков при прорастании семян // Биохимические и физиологические исследования семян,- Иркутск,- 1979,- С. 136-146.

162. Элпидина E.H., Воскобойникова Н.Е., Белозерский М.А., Дунаевский Я.Е. Обнаружение в белковых телах семян гречихи металлопро-теиназы и ее ингибитора // Биохимия,- 1990.- Т.55, № 4.- С. 734 -744.

163. Ямалеев A.M. Устойчивость видов пшеницы и эгилопсов с разным геномным составом к расам пыльной головни // Автореф. дис.канд. биол наук. Д.- 1974,- 23 с.

164. Ямалеев A.M., Ибрагимов Р.И. Активность трипсиноподобных протеиназ и их ингибиторов в созревающих семенах пшеницы при заражении пыльной головней // Доклады ВАСХНИЛ.- 1986,- № 5.- С. 9-11.

165. Ямалеев A.M., Муксинов В.Х., Исаев Р.Ф. и др. Активность ингибиторов протеаз в семенах пшеницы в связи с устойчивостью к твердой головне//Сельхоз. биол.- 1980.-Т.15, № 1. С.143-144.

166. Abe K., Arai S., Kato H., Fuimaki H. Thiol-protease inhibitors occuring endosperm of corn // Agric. Biol. Chem. 1980.- V. 44, N 3. - P.685-687.

167. Abe K., Emori Y., Kondo H. et al. Molecular cloning of a cysteine proteinase inhibitor of rice (Oryzocystatin) // J. Biol. Chem. 1987, 262, N 35, P. 16793-16797.

168. Albersheim P. The walls of growing plant cells // Sci. Amer.- 1975.-Y. 232, N4,- P. 81-95.

169. Albersheim P., Anderson-Prouty A.J. Carbohydrates, proteins, cell surfaces and biochemistry of pathogenesis // Ann.Rev. Plant Physiol. 1975.-V.26, N l.-P. 31-52.

170. Albersheim P., Darvill A.G., Augur C. et all. Oligosacharins oligosa-charides regulatory molecules // Accounts Chemical Research. - 1992. -V. 25, N 2. - P. 77-83.

171. Allen A.K., Neuberger A., Sharon N. The purification, composition and specifity of wheat germ agglutinin // Biochem. J.- 1973. Y. 131, N l.-P. 155-162.

172. Ambrose L.Ch., PatricK Y., Yincent A. F. A method to detect proteinase activity using unprocessed X-ray films // Anal. Biochem. 1991. - Y.193, N 1. - P. 20 - 23.

173. Andre S., Wolfang O., Paul J. Purified inner membrane protease I of yeast mitochondria is heterodimer // J.Biol. Chem. 1994.- V. 269, N 12.-P.8635-8638.

174. Appelbaum S.W., Konijn A.M. The presence of a tribolium -protease inhibitor in wheat //J. Incekt. Physiol.-1966.- V.4, N 12,- P. 665 -669.

175. Archer B.L. An alkaline protease inhibitor from Hevea brasiliensis latex // Phytochemistry. 1983.- V. 22, N 3. - P. 633-639.

176. Axen R., Porath I., Ernback S. Chemical coupling of peptides and proteins to polysacharides by means of cyanogen halides // Nature. 1967. - Y. 214, N7.-P. 1302-1304.232

177. Balls A.K., Ryan C.A. Concerning a crystalline chymotryptic inhibitor from potatoes and its binding capacity for the enzyme // J. Biol. Chem. -1963. V. 238, N 9. - P. 2976-2982.

178. Barraqueta Egea P., Shauz K. The influence of phytolectins on spore germination of Tilletia caries, Puccinia graminis and Aspergillus flavus // J. Plant disease Protection. - 1983. - V. 90, N 5. - P. 488-495.

179. Batt R., Wallace W. Characteristics of the active site and substrate specifity of the maize root endopeptidase // Biochem. Biophys. Acta. 1989. -V. 990, N2.-P. 109-112.

180. Baumgartner B., Chrispeels M. Partial characterisation of a protease inhibitor which inhibit the major endopeptidase present in cotyledon of mung beans // Plant Physiol. 1976.- V. 58, N 1.- P.l-6.

181. Baumgartner B., Chrispeels M. Regulation of storage protein metabolism in the cotyledons of germinating mung beans. II. The role of protease inhibitors // Plant Physiol. 1975,- Supll. to Y. 56, N 2. - P. 84.

182. Berninger E. Note sur quelques aspects de> heterosis // Ann. Amelior. Plant. -1960. Y. 10, N 3. - P. 345-350.

183. Birk Y. Structure -activity relationoships of several trypsin and chymo-trypsin inhibitors from legume seeds // Bayer-Symp. y. Proteinase Inhibit.-Berlin e.a.- 1974,-P. 355-361.

184. Bishop P., Makus K.J., Pearce G., Ryan C.A. Proteinase ihhibitor indusing factor activity in tomato leaves resides in oligosacharides enzymically released from cell walls// Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1981. - V. 78, N6 . - P. 3536 -3540.

185. Boisen S. Protease inhibitors in cereals // Acta Agricult. Scand. 1983. -V. 33, N2.-P. 369-381.233

186. Boisen S., Djurtoft R. Protease inhibitor from barley embryo inhibiting trypsin and trypsin-like microbial proteinases. Purification and characterisation of two isoforms // J. Sci.Food Agric. 1982. - V. 33, N 3. - P. 431- 440.

187. Boisen S., Djurtoft R. Trypsin inhibitors from rye endosperm. Purification and properties // Cereal Chem. 1981. - V. 58, N 2. - P. 194-198.

188. BollerT., Yogeli U. Vacuolar localisation of ethylene-induced chitinase in bean leaves // Plant Physiol.- 1984.- Y. 84, N 2. P. 442-444.

189. Bradford M.M. A rapide and sensetive method for the quantitasion of microgramm quantities of protein utilising the principle of protein-dye binding// Anal. Biochem. 1976. - Y. 172, N 1. - P. 248 - 254.

190. Bradshaw H.D.F., Hollick J.B., Parsons T.J. et all. Systemically wound -responsive genes in poplar trees encoude proteins similar to sweet potato sporamins and legume Kunitz inhibitors // Plant Mol. Biol. 1989. - V. 14, N 1. - P. 51-59.

191. Brady P., Yannier A., Ban well J. Identification of the dietary lectin, wheat germ agglutinin , in human intestinal contents // Gastroenterology. 1978. -Y. 75, N 2. - P. 236-239.

192. Brown W.E., Ryan C.A. Isolation and characterisation of wound-induced trypsin inhibitor from alfalfa leaves // Biochem. 1984.- V. 23, N 15. - P. 3418-3422.

193. Brown W.E., Takio K., Titani K., Ryan C.A. Wound-induced trypsin inhibitor in alfalfa leaves: Identify as member of the Bowman-Birk inhibitor family // Biochemistry. -1985.- Y. 24, N 9 . -P. 2105 2108.

194. Bryant J., Green T., Gurusaddaiah T., Ryan C.A. Proteinase inhibitor II from potatoe: Isolation and characterisation of the isoinhibitor subunits // Biochemistry. -1976,- V. 15, N .- P. 3418 3423.234

195. Burdet B.E., Whitehead P.H. The separation of the phenotypes of phos-phoglucomutase variants by isoelectryc focusing // Anal. Biochem. -1977.-V. 77, N 2. P. 419-428.

196. Carasco I.F., Xfvier-Filho I. Sequential expression of trypsin inhibitors in developing fruit of compea (Vigna unguiculata) // Ann.Botany. -1981. Y.47, N 2.- P. 259-256.

197. Carrell W., Boswell D.R. Serpins: the superfamily of plasma serine proteinase inhibitors // Proteinase inhibitors.- Amsterdam. 1986. - 403-420.

198. Chrispeels M., Baumgartner B. Trypsin inhibitors in mung bean cotyledons // Plant Physiol. 1978.- V. 61, N 4. - P. 617-623.

199. Collins I.L., Sanders G.G. Chanses trypsin inhibitory activity in some soybean varieties during maturation and germination // J. Food Sci. 1976. -V. 41, N1,-P. 168-172.

200. Dalling M.I., Roland C.R., Wilson I.H. Relation between acid proteinase and redustribution of nitrogen grain development in wheat // Austr. J. Plant Physiol. -1976. V. 3, N 6. - P. 721-730.

201. Ecker J.R., Davis R.W. Plant defence genes are regulated by ethylene // Proc. Nat.Acad. Sci. US. 1987,- V.84. - P. 5202-5206.

202. Erlanger B.F., Kokowski N., Cohen W. The preparation and properties of two new chromogenic substrutes of trypsin // Arch. Biochem. Biophys.-1961.- V. 95, N2,-P. 271-278.

203. Farland P., Ryan C.A. Proteinase inhibitor inducing factor in plant leaves // Plant Physiol. 1974.- V. 54, N 5. - P. 706-711.

204. Farmer E.E., Johnson R.R., Ryan C.A. Regulation of protein-inhibitor gene expression by methyl jasmonate and jasmonic acid // Plant Physiol. -1992.-Y.98, N 5.- P. 1002-1005.

205. Farmer E.E., Ryan C.A. Interplant communication: Airborne methyl jasmonate induced the synthesis of proteinase inhibitor genes in plant leaves // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. - Y. 87, N . - P. 7713 - 7716.

206. Fracois A., Yeronique P.B., John B.I. Les proteases multifonctionneelles de la famille des insulinases // Med.Sci. 1977.-V. 13, N 4. - 601-606.235

207. Fritz H. Proteinase inhibitors in severe inflammatory processes (septic shock and experimental endotoxaemia): biochemical, pathophysiological and therapeutic aspects // Protein Degradation Health and Disease.- Amsterdam e.a.- 1980,- P. 351-379.

208. Garbers Ch., Mecklash R., Mellor R.B., Werner D. Protease (Thermolysin) inhibitor activity in the peribacteroid spase of Glysine max root nodulus // J. plant. Physiol. 1988,- V . 132, N 4. -P.442-445.

209. Gamier J., Osguthorpe D.J., Robson B. Proteolytic inhibitors from Vigna un-guiculata subsp. Cylindrica. II. Inhibitors of subtililisin and trypsin // J. Mol. Biol. 1978,- V. 120, N 1. - P. 97-120.

210. Gatehouse A.M., Gatehouse I.A., Dobie P. Biochemical basis of insect resistance in Vigna Unguqulata // J. Sci. Food Agric. 1979.- Y. 30, N 2. -P. 369-381.

211. Gennis L.S., Cantor C.R. Double-headed protaese inhibitors from black-eyed // Biol. Chem. 1976. - V. 251, N 3. - P. 734-740.

212. Gonnelei M., Balestreri E., Felicicoli K. Alfalata trypsin inhibitor inhibits alfalca leaf proteinase // J. Agr. Food Chem. 1982. - V. 30, N 4,- P. 770772.

213. Graham J.S., Hall G., Pearce G., Ryan C.A. Regulation of synthesis of proteinase inhibitors I and II mRNAs in leaves of wounded tomato plants // Planta.- 1986,- V. 169, N .- P. 399-405.

214. Graham J.S., Ryan C.A. Accumulation of metallo-carboxypeptidase inhibitor in leaves of wounded potato plants // Biochem. Biophys. Res.Commun. 1981. -V.101, N 4,- P. 1164-1170.

215. Green T.R., Ryan C.A. Wound- induced proteinase inhibitor of plants // Plant Physiol. 1971.- Y.54, N 4. - P. 2105 -2108.

216. Green T.R., Ryan C.A. Wound- induced proteinase inhibitor of plant leaves. A possible defence mechanism against insects //Science. 1972,- Y. 175, N5.-P. 776 -777.

217. Hadviger L., Becman Jm. Chitosan as cxomponent of pea -Fusarium -solani interactions // Plant Physiol. 1980,- V. 66, N 2. - P. 205-211.236

218. Halim R.H., Mitchell H.L, Wassom C.E. Trypsin inhibitors of corn (Zea mays) // Trans. Kans. Acad. Sei. 1973,- Y.76, N 2. - P. 289-293.

219. Halim R.H., Wassom C.E., Mitchell H.L., Edmans L.K. Supression of fungal growth by isolated trypsin inhibitors of corn grain //J. Agric. Food. Chem. 1973,- Y. 21, N6. - P. 1118-1119.

220. Harbone J.B.L., Inghary J.L. Biochemical aspects of the coevolution of higher plants with their fungal parasite // Biochemical aspects of plant and animal coevolution /Ed. Harbone J.B.L.: Acad. Press. -1978.- P. 334-365.

221. Harvey В., Oaks A. The hydrolyses of endosperm protein in Zea mays // Plant Physiol. 1974. - Y. 53, N 3. - P. 453-457.

222. Hobday S.W., Thurman D.A., Barker D.I. Proteolytic and trypsih-inhibitory activities in extracts of germination Pisum sativum seeds // Phy-tochem. 1973. - V. 12, N 5.- P. 1041-1046.

223. Hochstrasser K., Werle E. Uber pflanzlichi proteaseinhibitoren. III. Reinderstellung der tripsiinhibitoren aus keimen von Weisen und Reggensamen, lokalisierung der aktiven Zentren // Hoppe-Seyler-s Z. Physiol. Chem.- 1969,- V. 350, N 2. P. 249-254.

224. Hollander Czytko H., Andersen J.K., Ryan C.A. Vacuolar localisation of wound-induced carboxypeptidase inhibitor in potato leaves // Plant Physiol.- 1985.-V. 78, N1.-P. 76-79.

225. Holzer D., Murtina R., Marc H., Stefan H. Differentiation and cell degrading enzymes in the obligately biotrophic rust fungus Uromyces vicial-fabae // Can. J. Bot. -1995.- Y. 73, suppl. 1.- Sec. A-D. P. 624-631

226. Hwang D.L.R., Yang N.K., Foard D.E. Rapid release of protease inhibitors from soybeans. Immunochemical quantitation and parallels with lectins // Plant Physiol. 1978.- Y.61, N 1,- P. 30 -34.

227. Ikenaka T, Odani S. Diversity of legume protenase inhibitors // Evol. Protein Mol. Proc.-Symp., Osaka Kobe.- 1978.- P. 287-296.(обзор)

228. Ikenaka T., Norioka S. Bowman-Birk family serine proteinase inhibitors // Proteinase inhibitors.- Amsterdam. -1986. P. 361-374.237

229. Iwasaki T., Kiyochura T., Yoshikawa M. Identification of the reactive site of potato proteinase inhibitor Il-b for bovine chymotrypsin and bacterial proteinase // J. Biochem. 1973. - V. 74, N 2. - P.335-340.

230. Johassen I., Svendsen I. Identification of the reactive sites in two homologous serine proteinase inhibitors isolated from barley // Carlsberg. Res. Commun. 1982,- V. 47, N 1. - P. 199-203.

231. Johnson R., Narvaez J., An G., Ryan C.A. // Expression of proteinase inhibitors I and II in transgenic tobacco plants: Effects on natural defense against Manduca sexta larvae // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1989. - Y. 89, N 3 .- P. 9871 - 9875.

232. Johnson R., Mitchell H. L., Wassom C.E., Reeck G.R. Cjmparison of trypsin inhibitors from several types corn. // Phytochem.- 1980.-V. 19, N 12,- P. 2749-2750.

233. Joubert F.I. Purification and properties of proteinase inhibitors from Erythrina coocaldendron seeds // Phytochemistry. -1988.- V. 27, N 5. P. 1297-1300.

234. Kaneda M., Sobue A., Eida S., Tominaga N. Isolation and characterisation of proteinases from the sarcocarp of snake-gourd fruit //J.Biochem.-1986.-V. 99, N2.-P. 569-577.

235. Kirsi M., Micola I. Occurence of proteolytic inhibitors in various tissues of barley// Planta.- 1971. Y.96, N 4. - P.281-291.

236. Kirsi M., Micola I. Occurence and heterogenity of chymotrypsin inhibitors in vegetative tissues of barley // Physiol. Plant.- 1977. V.39, N 1. - P. 110-114.238

237. Kiyochura T., Iwasaki T., Yoshikawa M. Chemical and physicjchemical characterisation of potato proteinase inhibitor I and comparison of its spesifity with those of inhibitors IIa and II b // J. Biol. Chem.- 1973 V. 73, N l.-P. 89-95.

238. Kiyochura T., Yokota K., Masaki Y. et al. The amino acid sequence of proteinase inhibitors I-a and I-b from adzuki beans // J. Biochem.- 1981,- V. 90, N3,- P. 721- 728.

239. Koide T., Jkenaka T. Studies of soybean trypsin inhibitors. 1. Fragmentation of SBTI (Kunitz) by limited proteolysis and chemical cleavage // Eur. J. Biochem.- 1973- V. 32, N 3- P. 401-407.

240. Kolattucudy P.E., Koller W. Fungal penetration of the first line defence barrier of plants // Biochem. Plant Pathol. 1983. - V. 21, N 1. - P. 79-100

241. Kolattucudy P.E., Podila G.K., Mohan R. Molecular basis of events in plant fungus interactions // Genome.- 1989.- V.31, N 2,- P. 342-349.

242. Kunitz M. Crystalline soybean trypsin inhibitor. // J. Gen. Physiol. -1946. -Y.29, N l.-P. 149-154.

243. Kunitz M. Crystalline soybean trypsin inhibitor. 2. General properties // J. Gen. Physiol. -1947. -Y.30, N 2. P.291 -310.

244. Kuo T.M., Pearse G., Ryan C.A. Isolation and characterisation of proteinase inhibitor I from etiolated tobacco leaves // Arch. Biochem. Biophys. -1984.-V. 230, N2.-P. 504-510.

245. Laskowski M. Jr., Empie M.W., Kato J.,, et all. Correlation of amino acid sequence with inhibitor activity and spesifity of protein inhibitors of serine proteinases // Coll. Ges. Biol. Chem. 1981.- N 32. - P. 136-152.

246. Laskowski M.Jr., Kato I. Protein inhibitors of proteinases // Ann. Rev. Biochem. -1980.- Y.49, N 2.- P. 593-626.

247. Ledlen F.D., Woo S.D. Molecular basis of -1- antitripsin deficience and its potential therapy by gene transfer // J. Inherit. Metabol. Disease. 1986. Vol 9, Sappl. № 1. - P. 85-91.239

248. Leluk J., Otlewski J., Wiecozorek M et al. Preparation and characterisation of trypsin inhibitors from the seeds of squash (Cucurbita maxima) and zuccihini (Cucurbita pero var. Giromontia) //Acta Biochem. Polonica. -1983,- Y.30, N 2.- P. 127-138.

249. Lin W.N., Wittenbach W.A. Subsellular localisation of proteases in wheat and corrn mesophyl protoplasts // Plant Physiol.-1981.- Y. 67, N 5. P. 969972.

250. Liu K., Markakus P. Effect of maturity and processing of the trypsin inhibitor and oligosacharides of soybean // J. Food Sci. 1987,- V.52, N 1. - P. 222-224.

251. Lyons A., Richardson M., Tatham A.S., Shewry P.R. Characterisation of homologous inhibitors of trypsin and a-amilase from seeds of rye (Secale cereale L.) // Biochem. Biophys. Acta. 1987. - V. 915, N 2. P. 305-313.

252. Mechanisms of plant defence responses / Eds Fritig B., Legrand M. Dortrecht; Boston; London: Kluwer Acad. Publ., 1993.- 156 c.

253. Melville I.C., Scandalios I.C. Maise endopeptidase: genetic control, chemical characterisation and relationoship to endogenous trypsin inhibitor // Biochem. Genetics. 1972,- V.7, N 1,- P. 15-31.

254. Melville J.C., Ryan C.A. Chymotrypsin inhibitor I from potatoes // J. Biol. Chem. 1972-V. 247, N 11.-P. 3445-3453.

255. Micola I, Enari Changes in the contents of barley proteolytic inhibitors during malting and mashing//J. Inst. Brew.- 1970. Y. 76, N 1.- P. 182-188.

256. Micola I., Kirsi M. Differences between endospermal and embryonal trypsin inhibitors in barley, wheat and rye // Acta Chem. Scand. 1972. - V. 26, N 5. - P. 787-795.

257. Micola J., Suolinna E.M. Purification and properties of an inhibitor of microbial alkaline proteinases // Arch. Biochem. and Biophys. 1971. -V.144, N2. -P. 566-575.

258. Miege M.M., Muscherpa I.M. Isolation and analysis of protein bodies from cotyledons of Labbab purpureus and Phaseolus vulgaris (Leguminose) // Physiol. Plantarum.- 1976.- V. 37, N 3. P. 229-238.240

259. Mirelman D., Galin E., Sharon J., Lotan I. Inhibition fungal growth by wheat germ agglutinin .- Nature. 1975. - V. 256, N 3. - P. 414-416.

260. Mishkind M., Keestra K., Palevits B. Distribution of WGA in young wheat plants // Plant Physiol. 1980. - Y. 66, N 4. - P. 950 -955.

261. Mitsunaga T. Isolation and characterisation of trypsin inhibitors from wheat germ // J. Nutr. Sci. Vitaminol. 1979. - Y. 25, N 1. - P. 43-52.

262. Mitsunaga T. Some properties of protease inhibitors in wheat grain // J. Nutr. Sci. Vitaminol. 1974. - V. 20, N 1. - P. 153-159.

263. Mitsunaga T., Kimura G., Shimusi M. Isolation and partial characterisation of a trypsin inhibitor from wheat endosperm // J. Nutr. Sci. Vitaminol. 1982. - V. 28, N 3. - P. 419-429.

264. Mosolov V.V., Loginova M.D., Fedurkina, Benken I.I. The biological signiticance of proteinase inhibitors in plants // Plant Sci. Lett.- 1976.- V.7, N 2, P. 77-80.

265. Mundy J., Hejgaard J, Svendsen I. Characterisation of a bifunctional wheat inhibitor of endogenous a-amilase and subtilisin // FEBS Letters. -1984,-V. 167, N2.- P. 210-215.

266. Mundy J., Svendsen I, Hejgaard J. Barley a-amilase /subtilisin inhibitor. I. Isolation and characterisation // Carlsberg. Res. Communs. 1983. - V. 48, N2. -P. 81-90.

267. Nagasue A., Fukamachi H., Ikenaka H., Funatsu C. The amino acid sequence of barley rootle trypsin inhibitors // Agric. Biol. Chem. 1988.- V. 52, N6. - P. 1505-1514.

268. Nagata Y., Burger M. Wheat germ agglutinin. Isolation and characterisation // J. Biol Chem. 1972.- V. 247, N 7. - P. 2248-2250.

269. Nagata Y., Goldberg A.R., Burger M. The isolation and purification of wheat germ and other agglutinins // Method. Enzymol.- 1974. V. 32, N 5. -P. 611-615.

270. Negreiros A.N., Corvalro M.M., Fillho J. et all. Studies of trypsin inhibitor in barley. Purification and properties // Phytochemistry, 1991, 30, N 9, P. 2829-2933.241

271. Odani S., Ono T., Ikenaka T. Proteinase inhibitors from Mimosoideae legume. Homologues of soybean trypsin inhibitor (Kunitz) // J. Biochem. -1979,- Y. 86, N 6,- P. 1795- 1805.

272. Odani S., Ikenaka T. Change of inhibitory activity of Bowman -Birk inhibitor upon repllasement of the chymotrypsin reactive site serine residue by other amino-acids//J. Biochem.- 1978.- V. 84, N 1.- P. 1-9.

273. Odani S., Ikenaka T. Seission of soybean Bowman-Birk proteinase inhibitor into two small fragments having either trypsin or chymotrypsin activity // J. Biochem. 1973. - V. 74, N 4. - P. 857-861.

274. Odani S., Ikenaka T. Studies of soybean trypsin inhibitors. III. Isolation and sequence determination of tryptic peptides of Bowman -Birk soybean proteinase inhibitor // J. Biochem.- 1972.- Y. 71, N 5.- P. 319-838.

275. Odani S., Ikenaka T. Studies of soybean trypsin inhibitors. IY. Complete amino acid sequence and anti-proteinase sites of Bowman -Birk soybean proteinase inhibitor // J. Biochem.- 1972.- V. 71, N 5.- P.839-848.

276. Odani S., Ikenaka T. Studies of soybean trypsin inhibitors. X. Isolation and partial characterisation of four soybean double-headed proteinase inhibitors//J. Biochem.- 1977.-V. 82, N6.- P. 1523- 1531.

277. Odani S., Koide T., Ono T. Purification and characterisation of proteinase inhibitors from Phaseolus angularis // J.Biochem.- 1986.-V. 100, N 4.- P. 975-983.

278. Odani S., Ono T. The reactuve site amino acid sequenses of silhtree seed proteinase inhibitors //J. Biochem 1980. - V. 88, N.2. - P. 297-301.

279. Ogata F., Miyata T., Fujii N et al. Isoelectric focusing of subtilisin inhibitors: detection and partial characterisation of cereal inhibitor of chymotrypsin and microbial protenases // J. Biol. Chem.-1991 V. 266, N 25,- P. 16715-16721.

280. Ohtani H., Saito M. Alpha-1-antitripsin: frequensies of PiM subtypes and serum concentration in the Japanese population // Hum. Hered. 1985. - V. 35, №1,-P. 62-64.

281. Ohtsubo K-I., Harada K., Kawasaki S. Properties of trypsin inhibitor from wigned bean seed isolated by affinity chromtograrhy // Plant. Cell Physiol. 1989. -Y. 30, N 5. - P. 699-705.

282. Paulot V., Holzer F.M., Walling L.L. Differentional expression of tomato proteinse inhibitor I and II genes during pathogen invasion and wounding // Molecular Plant-Microbe Interaction.- 1991.- V. 4, N 3,- P. 284-292.

283. Pavel F., Le-Nguyen L., Calleti-Previesero M.A., Castro B. // Biochem. Bio-phys. Res. Communs. 1989,- V. 162, N 1. - P. 79-82.

284. Pearce G., Johnson S., Ryan C.A. Purification and characterisation from tobacco (Nicotian tabacum) leaves of six small, wound-inducible isoinhibitors of the potato inhibitor II family // Plant Physiol. 1993.- Y. 102, N 3.-P. 639-644.

285. Pearce G., Strydom D., Johnson S., Ryan C.A. // A polypeptide from tomato leaves activates the expression of protenase inhibitor genes // Science. 1991.-V. 253, N .-P. 895 -897.

286. Pearse R.B., Ride J.P. Chitin and related compounds as elisitors of lignification response in woundeed wheat leaves // Physiol. Plant. Pathol. -1982. Y. 20, N 1. - P. 119-123.

287. Pena-Cortez H., Sanches Serrano J.J., Mertens R., Willmitzer L. Abcisic acid is involved in the wound-induced expression of proteinase inhibitor II gene in potato and tomato // Proc. Natl. Acad. Sci. USA - 1989.-V. 86, N . - P. 9851-9855.

288. Peng J.H., Black L.L. Increased proteinase inhibitor activity in responce to infection of resistant tomato plants by Phytophtora infestans // Phy-topthology. 1976.- Y. 66, N 8,- P. 958-963.

289. Pladys D., Trichant I.C., Rigaut J. Proteases from French-bean nodule Host-cells: in vitro effects of bacteroids // Physiol. Yeget. 1986. - V. 24, N 6. - P. 697-705.

290. Pladys D., Rigaut J. Lysis of bacteroids in vitro and during sensenece in phaseolus vulgaris nodulus // Plant Physiol. Biochem. -1988.-V.26, N 2.- P. 179-186.

291. Plunkett G., Ryan C.A. Proteinase inhibitors from I and II from leaves of Wounded tomato plants: purification and properties //J. Biol. Chem. 1982 -V. 213,N2.-P.463-472.

292. Plunkett G., Senear D.F., Zuroske G., Ryan C.A. Proteinase inhibitors I and II from leaves of wounded tomato plants: purification and properties //Arch.Biochem. Biophys. -1982. V. 213, N 3 . - P. 463-472.

293. Polanowski A., Otlewski J., Leluk J. et al. A new family of serine proteinase inhibitors from squash seeds // Biol. Zent. Bl. 1988. - V. 107, N 1. - P. 45-49.

294. Polanowsky A., Cieslar E., Leluk et all. Protein inhibitors of trypsin from the seeds of Cucurbitaceae plants // Acta Biochem. Pol. 1987. - V. 34, N 4. - P. 395-406.

295. Prakash S. Patterns of gene variation in central and marginal populations of Drosophila robunsa // Genetics. 1973.- V. 75, N 2. - P. 347-349.

296. Preston K.R., Kruger I.E. Purification and properties of two protelytic enzymes with carboxypeptidase activity in germination wheat / / Plant Physiol. 1976.- V. 58, N 4. - P. 516-520.

297. Proteinase inhibitors and biological controle / FEBS Satellite Meet. Brdo, July 4-7, 1987 // Biol. Chem. Hoppe Zeyler. -1988,- V. 369, suppl. 1. - 3371. P

298. Punia Z.K., Zhang Y.Y. Plant chitinases and their roles in resistance to fungal diseases // J. Nematology. -1993. V.25, N 4. P.526-540.

299. Puzstai A. Metabolism of trypsin inhibitory proteins in the germinating seeds of kidney bean ( Ph. vulgaris) // Planta. 1971. - V. 96, N 3. - P. 317325.244

300. Raymond I.St. The role of cuticle-degrading protease in fungal pathogenesis of incects // Can. J. Bot.- 1995. Y. 73, suppl. 1. - Sec. E-H. - P. 1119-1125.

301. Rich D. Inhibitors of cysteine proteinases // Proteinase inhibitors.- Amsterdam. -1986. P. 153-178.

302. Richardson M. Protein inhibitors of enzymes // Food Chem.- 1981.- Y. 6, N 3.- P. 325-253 (обзор)

303. Richardson M. The proteinase inhibitors of plants and microorganisms //Phytochemistry.- 1977.- Y. 16, N 1.- P. 159-169.

304. Richardson M., Compos F., Xavier-Tilho C. et all. Chymotrypsin inhibitor from potatoes: interactions with target ensymes // Biochem et Biophys. Acta,1986, 872, N1, P. 184-192.

305. Richardson M., Cossins L. The protelytic inhibitory activity in potato tissues: purification of chymotrypsin inhibitor // FEBS Letters. 1975. - V. 45, N 1. - P. 11-13.

306. Roshi A., Robert D.W., Autur K.M. Tomato fruit carboxypeptidase: properties, induction upon wounding and immunocytochemical localisation // Plant Physiol. 1966,- V. 110, N 3. P. 883-892

307. Ryan C.A. Oligosacharide signalling in plants // Ann. Rev. Cell Biol.1987.-Y. 3, N2.-P. 243 -245.245

308. Ryan C.A. Proteinase inhibitors // Biochemistry of plants / Ed. By A.Marcus. Orlando: Acad.Press. 1981. - P. 531-357.

309. Ryan C.A. Proteinase inhibitors in plants leaves: a biochemical model for the pest-induced natural plant protection // Trends Biochem. Sci. -1978.-Y. 5, N 1. P.-148-150.

310. Ryan C.A. Proteinase inhibitors of plants: Genes for improving defenses against insects and pathogens // Ann. Rev. Phytopathol. 1990. - V. 28, N 2. - P. 425- 449.

311. Ryan C.A. Proteolytic enzymes and their inhibitors of plants // Ann.Rev. Plant Physiol. -1973. V. 24, N 1. P.173 -196.

312. Ryan C.A. The searh for the proteinase inhibitor-inducing factor, PIIF // Plant Mol. Biol. 1992.- Y. 19, N 1. - P. 123-133.

313. Ryan C.A., An G. Molecular biology of wound-inducible proteinase inhibitors in plants // Plant Cell and Enviroment. 1988.- V.l 1, N 2. - P. 345349.

314. Ryan C.A., Hass G.M., Kuhn R.W. H. Purification and properties of a carboxypeptidase inhibitor from potatoes // J. Biol. Chem.- 1974.- Y. 249, N 5,- P. 5495- 5499.

315. Ryan C.A., Huisman O.C. Chymotrypsin inhibitor I from potatoes: A transient component in leaves of yoing potato plants // Nature. 1967. - Y. 214, N 4.- P.1047 -1049.

316. Ryan C.A., Kuo T., Pearce G., Kunkel R. Variability in the consentration of thre heat stable proteinase inhibitor from potato tubers // Am. Potato J.-1976- V. 53, N 12.- P.433-455.

317. Salmia M.A., Micola I.I. Inhibitors of endogenous proteinases in the seeds of Scots pine, Pinus silvestris // Physiol. Plant. 1980.- V.48, N 1.- P. 126-130.

318. Sanjeeb K., David I. Secretion of metalloproteinases by living infective larvae of Necator americanus // J. Parasitol. 1992.- V.78, N 5. -P. 917-919.246

319. Saraswati U. L., Pattabiraman T.N. Nftural plant enzyme inhibitors: characterisation of protease inhibitor from leaflets of tchinocloa distinct from the seed inhibitor // Indian J. Biochem. And Biophys. 1987. - V. 24, N 3. - P. 136-141.

320. Scott K.J. Obligate Parasitism // Austral. J. Plant Pathol. 1987.- V. 16, N l.-P. 29 -33.

321. Scwartz D. Genetic sdudies of mutant enzymes in maize. Synthesis of gy-brid enzymes by geterozygotes // Proc. Nat. Acad. Sci. USA .- 1963. V. 46, N3,- P. 1210-1215.

322. Sequeira L. Mechanisms of induced resistance in plants //Ann. Rev. Microbiol. 1983. - V. 37, N 1. - P.51-79.(o63op)

323. Shain Y., Mayer A. Activation of enzymes during germination by trypsin-like enzyme lettuce // Phytochemistry. 1968. - V. 7, N 9.-P. 1491 -1498.

324. Shain Y., Mayer A. M. Protelytic enzymes and endogenous trypsin inhibitor in germinating lettuce seeds // Physiol. Plant. 1965. - Y. 18, N 5. -P. 853 - 859.

325. Shivara J.B., Pattabiraman T.N. Natural plant enzyme inhibitors: Part YIII. Purification and properties of two a- amylase inhibitors from Ragi (Eleusine coracana) grains // Ind. J. Exper. Biol. 1980.- Y. 17, N 3. - P. 181-185.

326. Shumway L.K., Cheng V., Ryan C.A. Evidence the presence of proteinase inhibitor I in plant cell vacuolar protein bodies // Planta.- 1976.-V. 129, N2 .-P. 161-165.

327. Shumway L. K., Cheng V., Ryan C.A. Vacuolar protein in apical and flower-petal cells//Planta.- 1972.-V. 106 , N 4 .-P. 279-290.

328. Smirnoff P., Khalef S., Birk Y., Appelbaum S.M. Trypsin and chymo-trypsin inhibitor from chick peas. Selective chemical modifications of the inhibitor and isolation two isoinhibitors // Iht. J. Peptide and Protein Res. -1979.-V. 14, N.3. P. 186-192.

329. Stalker H.D. Enzymes and reproduction in natural populations in Dro-sophila euronotus // Genetics. 1976.- V. 84, N 2. - P. 375-384.247

330. Suh S.-G., Stiekema W.J., Hannapel O.J. Proteinase inhibitor activity and wound-inducible gene expression of the 22-kDa Potato-tuber proteins // Planta. 1991,- Y. 184, N 2. - P. 423-430.

331. Svendsen I., Iohassen I. Amino dcid sequence homology between a serine protease inhibitor from barley and potato inhibitor I // Biochem. Soc. Trans. 1981,- V. 9, N 2,- P.265-267.

332. Swartz M.J., Mitchell H.L., Cox D.I., Reeck E.R. Isolation and characterisation of trypsin inhibitor from opaque -2 corn seeds // J. Biol. Chem. 1977 -V. 252, N1,- P. 8105-8107.

333. Tan-Wilson A.L., Wilson K.A. Nature of proteinase inhibitors released from soybeans during imbibition and germination // Phytochemistry.- 1982.-V. 21, N7,- P. 1547-1551.

334. Tashiro M., Azao T., Hirata C. et al. Purification and characterisation of major trypsin inhibitor FMTJ -II, from foxtail millet grain // J. Biochem.-1990.-Y. 108, N4,- P. 669- 672.

335. Tomohiro N., Yuko S., Yoshiaki K. Tt al. Inhibitory potency of Erythrina variegata proteinase inhibitors toward serine proteinases in the blood cjagulation and fibrinolytic systems // Biosci. Biotechnol. and Biochem. 1996. -V. 60, N 8. - P. 1383-1385.

336. Valueva T.A., Shulgin M.N. Isolation and characterisation of protein inhibitors of microbial proteinases from cereal seeds // Biol. Zent. Bl.- 1988.-V. 107, N 1,-P. 51-52.

337. Yan der Valk H.C. , Van Loon L.C. Subsellular localisation of properties in developing leaves of oats // Plant Physiol. 1988. -V. 87, N 2. - P. 536-541.

338. Vance C. P., Sherwood R. T. Regulation of lignin formation in reed ca-narygrass in relation to disease resístanse// Plant Physiol. 1980. - V. 57. -N2. - P. 915-919.

339. Wagner G.L., Mulready P., Cutt I. Vacuole (extravacuole) distribution of soluble protease in Hipperstrum petal and Triticum leaf protoplasts // Plant Physiol.- 1981. V. 68, N 5. - P. 1081-1089.248

340. Walker Simmons M., Ryan C.A. Proteinase inhibitor synthesis in tomato leaves. Induction by chitosan oligomers and chemically modified chi-tosan and chitin // Plant Physiol. - 1984.- Y. 76, N 3. - P. 787-790.

341. Warchalewski J.R. Purification and characterisation of endogenous a-amilase and trypsin inhibitor from wheat seeds // Nahrung. -1987. V.31, N 10.-P. 1015-1031.

342. Wilson K.A. The release of proteinase inhibitors from legume seeds during germination // Phytochemistry.- 1980,- V. 19, N 12,- P. 2517-2519.

343. Wilson K.A., Laskowsky M. Sr. Isolation of thry isoinhibitors from garden bean Phaseolus vulgaris, having either lysine or arginine at the reactive site//J. Biol. Chem. 1973- Y. 248, N 3.- P. 756-762.

344. Wilson K.A., Chen I.C. Amino acid sequence of a mung bean trypsin inhibitor and its modified forms appearing during germination .// Plant Physiol. 1983. - Y. 71, N 2. - P. 341-349.

345. Wilson K.A., Tan-Wilson A.L. Characterisation of the proteinase that initiaties the degradation of the trypsin inhibitor in germinating mung beans // Plant Physiol. 1987,- V. 84, N 1. - P. 93-98.

346. Xicyi B., Brain S., Gifan H., John C.T. Midgut proteinase activities in larvae of Anoplophora glabripennis (Coleoptera: Gerambycidae) and their interaction with proteinase inhibitors // Arch. Incect. Biochem. And Physiol. 1996-V. 31, N l.-P. 23-37.249

347. Yoshikawa M., Iwasaki Т., Fujii M., Oogaki M. Isolation and some properties of subtilysine inhibitor from barley // J. Biochem.- 1976.- Y. 79, N 4,- P. 765- 773.

348. Yoshikawa M., Kiyochura Т., Iwasaki T. et al. Isolation and some properties of two fragments with inhibitory activity obtained from adzuki bean proteinase inhibitor by peptic digestion // J. Biochem.- 1980.- V. 87, N 2.-P. 619- 627.

349. Zeng F.Y., Qian R.O., Wang Y. Nhe amino acid sequence of a trypsin inhibitor from the seeds of Momordica charantia Linn. Cucurbitaceae // FEBS Letters. 1988. - V.234, N 1. - P. 35-38.

350. Zhong-Kui Z., Jin-Ku В., Hong Z., Weng-Shen X. Молекулярная модификация ингибитора цистеиновой протеиназы из семян риса и инги-бирование им пирикуляриоза риса // Chin. Biochem. J. 1996. - V. 12, N 6,- P. 709-714.

Информация о работе

Ибрагимов, Ринат Исмагилович
доктора биологических наук
Уфа, 1999
ВАК 03.00.04

Диссертация

Белковые ингибиторы протеолитических ферментов и их роль в формировании гомеостатических реакций у растений - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы