Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменение ультраструктуры и энергообеспечения клеток корней пшеницы при действии протонофора

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пономарёва, Анастасия Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Использование протонофоров в качестве разобщителей окисления и фосфорилирования. Молекулярный механизм действия.

1.2. Влияние протонофоров на клеточные мембраны.

1.3. Регуляторная роль Н+-АТФаз плазматической мембраны при изменении протонной проводимости.

1.4. Взаимосвязь между изменением ультраструктуры митохондрий и их функциональной нагрузкой.

1.5. Энергообеспечение и теплопродукция растительных клеток в норме и при воздействии различных факторов.

Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объект исследования.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Определение интенсивности потребления кислорода.

2.2.2. Определение рН и содержания ионов К+ в инкубационном растворе.

2.2.3. Определение теплопродукции отсеченных корней темновая калориметрия).

2.2.4. Метод электронной микроскопии.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Структурно-функциональная характеристика клеток отсеченных корней пшеницы при многочасовой инкубации.

3.2. Влияние 0,5 мкМ СССР на функциональную активность и ультраструктурную организацию клеток корней пшеницы.

3.3 Структурно-функциональные изменения в клетках корней пшеницы при инкубации с 5 мкМ СССР.

3.4. Влияние 50 мкМ СССР на структурно-функциональные изменения в клетках корней пшеницы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изменение ультраструктуры и энергообеспечения клеток корней пшеницы при действии протонофора"

Постановка проблемы и её актуальность. Выявление взаимосвязи структурной организации и функциональной активности клеток в ответных реакциях растений при действии стрессора остаётся актуальной проблемой физиологии растений. Особое значение при этом придается выявлению регуляторных основ, которые обеспечивают включение репаративных и адаптивных реакций и их энергетического обеспечения. Как известно, одним из основных компонентов клетки, который отвечает за начало формирования и дальнейшее развитие алгоритма адаптивных процессов, является плазматическая мембрана (Конев, 1987). Электрохимический градиент протонов на плазмалемме поддерживается с помощью работы её редокс-цепи и Н+-АТФаз (Скулачев, 1989). Главным источником АТФ в нефотосинтезирующих тканях являются митохондрии, от структурно- функционального состояния которых зависит обеспечение клеток энергетическими ресурсами. Таким образом, энергетическое состояние клетки, её ответ на внешнее воздействие, а также развитие адаптивных процессов тесно сопряжены.

Наше внимание было обращено на выявление взаимосвязи изменений энергообеспечения и ультраструктурной организации клеток при увеличении протонной проницаемости плазмалеммы. Для этого использовали возрастающий ряд концентраций протонофора - карбонилцианид З'-хлорфенилгидразон (СССР), что обеспечивало возможность в различной степени изменять проницаемость мембран для протонов (Тerada, 1981). Производные фенилгидразона широко используются в исследованиях искусственных липидных мембран и везикул для рассеивания ДцН+ и снижения Ет (Крауз,1988), выделенных хлоропластов и митохондрий - для разобщения процессов окисления и фосфорилирования (Skulachev, 1998), а также для выявления роли ДцН+ в энергообеспечении транспортных процессов через плазматическую мембрану (Калинин, Иванова, 1988).

Однако воздействие протонофоров на целые клетки и ткани остаётся малоизученным. Показано, в частности, что 2,4-динитрофенол в низких концентрациях 50 мкМ вызывает изменения мембранного потенциала, интенсивности поглощения кислорода, содержания АТФ и ультраструктуры клеток, которые свидетельствуют о том, что его действие направлено в значительной степени на плазматическую мембрану (Полыгалова и др., 1991). По-видимому, в исследованиях с использованием протонофоров большее внимание следует уделять барьерной функции плазмалеммы, векторному изменению рН цитоплазмы, а также роли протонов в регуляции метаболических процессов клеток.

В связи с этим особый интерес представляет изучение динамики структурно-функциональных изменений, происходящих в интактных клетках растительных тканей, в зависимости от интенсивности и продолжительности воздействия протонофора и выявления на этом фоне переходных процессов от ранних ответов клетки к адаптации или к её «срыву». При этом несомненно, что обратимые и достаточно быстрые изменения ультраструктуры митохондрий оказывают значительное воздействие на механизм сопряжения, что не может не отразиться на процессах окисления субстратов, окислительного фосфорилирования, транспорта ионов и метаболитов и т.д. Для решения данных проблем использовали сочетание физиолого-биохимических методов, оценивающих функциональное состояние клетки, с одной стороны, и электронную микроскопию, с другой.

Цель и задачи исследования. Целью работы было выявление взаимосвязи энергообеспечения и структурно-функциональных изменений в клетках корней пшеницы при увеличении протонной проницаемости плазмалеммы. В связи с этим в задачи исследования входило:

1. Охарактеризовать динамику изменений интенсивности поглощения кислорода и К+/Н+- обмена отсеченных корней в ходе многочасовой инкубации с протонофором.

2. Выявить особенности энергетического обмена корней пшеницы (потребление кислорода и теплопродукция) при воздействии 0.5, 5, 50 мкМ СССР.

3. Оценить компенсаторные возможности Н+-АТФаз плазматической мембраны при увеличении её протонной проницаемости.

4. Проследить конформационные переходы митохондрий в клетках, связанные с изменением их функциональной активности при многочасовом действии СССР.

5. Охарактеризовать общие изменения ультраструктуры корневых клеток в зависимости от величины стрессового воздействия (увеличения концентрации протонофора).

Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное исследование структурно-функциональных изменений в клетках корней пшеницы при многочасовом воздействии возрастающего ряда концентраций СССР. Показано, что использование СССР для характеристики сопряженности реакций окисления и фосфорилирования в митохондриях на уровне целой клетки осложняется его протонофорным действием на плазматическую мембрану и активацией Н+-АТФаз плазмалеммы. Полученные результаты выявили ключевую роль протонов в регуляции структурной организации клеток. Впервые продемонстрировано, что СССР в изученном диапазоне концентраций вызывает широкий спектр конформационных переходов митохондрий в клетках, оказывает влияние на ультраструктурную организацию эндоплазматического ретикулума, рибосом и ядра. Показано, что характеристика энергетического состояния нефотосинтезирующих клеток растений по таким интегральным показателям, как интенсивность потребления кислорода и теплопродукция, обусловлена не только функциональной активностью митохондрий, но отражает течение адаптационных, репарационных или деструктивных процессов в клетках.

Практическая значимость работы. Полученные результаты позволяют существенно расширить представления о регуляции митохондриального дыхания на уровне растительных тканей и характере взаимоотношений структуры и функции митохондрий, а также регуляторной роли протонов в энергообеспечении клеток. При действии на растительные ткани протонофоров необходимо учитывать исходное физиологическое состояние клеток, не только барьерную, но и функциональную роль плазмалеммы, а также величину и продолжительность 7 воздействия стрессора. Полученные данные свидетельствуют о том, что предложенный структурно- функциональный подход является перспективным при изучении ответных реакций клеток на воздействие, а также процессов адаптации.

Апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены на: III республиканской научной конференции молодых ученых и специалистов (Казань, 1998), Всероссийской молодежной научной конференции «Растение и почва» (С.-Петербург, 1999), VII молодёжной конференции ботаников (С.Петербург, 2000), VII Международной конференции молодых ученых «Проблемы физиологии растений и генетики на рубеже третьего тысячелетия» (Киев, 2000), 5ой Пущинской конференции молодых ученых «Биология- наука 21го века» (Пущино, 2001), Юбилейной научной конференции «Молодые ученые Волго- Уральского региона на рубеже веков» (Уфа, 2001), отчетных конференциях Казанского института биохимии и биофизики КНЦ РАН (1997, 2000).

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Пономарёва, Анастасия Анатольевна

ВЫВОДЫ

I. Впервые показан широкий спектр конформационных переходов митохондрий в слетках корней в зависимости от концентрации и продолжительности действия фотонофора СССР, что отражает сложный механизм регулирования »нергообеспечения клеток в зависимости от протонной проницаемости шазмалеммы.

I. Установлено, что при действии 0,5 мкМ СССР происходит адаптация клеток сорней к увеличению протонной проницаемости плазмалеммы за счёт активации 1+-АТФаз плазмалеммы. Увеличение теплопродукции, стимуляция поглощения сислорода клетками, появление конденсированных митохондрий все это свидетельствует об усилении окислительного фосфорилирования. 5. Различия в ответной реакции отсеченных корней при действии одинаковой сонцентрации протонофора (0,5 мкМ) могут быть обусловлены различным исходным физиологическим состоянием клеток, о чем можно судить на основании )тличий в ультраструктурной организации митохондрий.

Выявленные структурно-функциональные изменения в клетках при действии 5 мкМ СССР, по-видимому, связаны с изменением рН цитоплазмы, проникновением тротонофора внутрь клеток и непосредственным взаимодействием его со всеми мембранными структурами, приводящими в конечном итоге к их деградации. 5. Установлено, что высокие концентрации протонофора (50 мкМ) вызывают необратимое снижение функциональной активности и нарушение структурной делостности клеток корней пшеницы. В данном случае, протонофор может эассматриваться в качестве индуктора гибели клеток за счёт необратимой цеэнергизации плазмалеммы, закисления цитоплазмы и активации катаболических процессов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе была предпринята попытка выявить процессы, фоисходящие в клетках целых растительных тканей при воздействии юзрастающего ряда концентраций широко используемого вещества - протонофора сарбонилцианид 3-хлорфенилгидразона. Использование электронной микроскопии $ сочетании с рядом физиологических методов позволило проследить динамику ггруктурно- функциональных изменений в клетках отсеченных корней пшеницы 1ри увеличении протонной проницаемости плазматической мембраны.

При действии 0,5 мкМ СССР наблюдали временную активацию работы дитохондриального аппарата (переход части митохондрий в конденсированное ■остояние). По-видимому, усиление тепловыделения и потребления кислорода, )братимый выход ионов К+, подкисление среды инкубации к концу эксперимента ;вязано с активной работой Н+-АТФаз плазматической мембраны и интенсивным синтезом АТФ в митохондриях. Блокирование Н+-АТФаз плазмалеммы ДЭС включало возможность их компенсаторной активации и участия в шергозависимой регуляции рН цитоплазмы и восстановления ДцН+ на мембране, гго при совместном действии с протонофором приводило к необратимой полной ^еэнергизации плазмалеммы, которая и обуславливала быстрое развитие деструктивных процессов.

Показано, что функциональное состояние корней в начальный момент воздействия также влияет на выбор дальнейшей стратегии ответной реакции <леток, даже на одинаковое по силе и продолжительности стрессовое воздействие. Можно предположить, что клетки корней исходных растений, в которых наблюдали митохондрии конденсированного вида, обладали большим резервом энергетических ресурсов или способны достаточно быстро создать таковой при необходимости. Поэтому в первом случае на воздействие протонофора (0,5 мкМ) клетки отвечали энергозависимой активацией метаболизма, которая направлена на восстановление рН цитоплазмы и АрН+ плазмалеммы. Во втором случае, при воздействии протонофора в такой же концентрации, наблюдали фазность ответной еакции: первоначальное подавление интенсивности потребления кислорода, соторое лишь с 4 часа сменялось стимуляцией. При этом митохондрии в клетках 1сходных корней имели ортодоксальный вид. Еще одной причиной разного физиологического ответа корней на действие протонофора может быть разное структурно- функциональное состояние плазмалеммы к моменту воздействия, юскольку несомненно, что адаптация клеток отсеченных корней обусловлена вменениями барьерной функции плазмалеммы, режима функционирования её >едокс-цепи и Н+-насосов, а также степени энергизации клеток. Нарушение омеостаза как в первом, так и во втором случае находилось в пределах сомпенсаторных возможностей клеток и сопровождалось структурно-функциональными перестройками, направленными на обеспечение адаптивных фоцессов.

Наблюдалась и обратная ситуация, когда при действии разных концентраций тротонофора происходили аналогичные по характеру изменения физиологических гараметров, но различные ультраструктурные перестройки в клетках. Так, 1ервоначальное ингибирование интенсивности поглощения кислорода, которое 1ереходило в стимуляцию к 5-6-му часу инкубации, наблюдали при действии 0,5 и 5 мкМ СССР. При многочасовой инкубации с 5 мкМ протонофора изменения лпьтраструктуры клеток были более существенными, что может быть обусловлено сак закислением цитоплазмы, так и взаимодействием СССР с мембранами; это 1риводило к «срыву» адаптивных процессов.

Увеличение концентрации протонофора до 50 мкМ, вызывало многочисленные и достаточно быстрые изменения ультраструктуры клеток, готорые уже со 2 часа были обусловлены катаболическими процессами, связанными, вероятно, с необратимой деэнергизацией плазмалеммы и шачительным закислением цитоплазмы. Итогом этих событий являлась гибель теток.

Преимущество использования метода электронной микроскопии заключается не только в получении общей иллюстративной картины изменений происходящих в клетке, но и в выявлении структурно-функциональных изменений отдельных рганелл клетки, о функциональной активности которых не возможно судить по [змеряемым физиологическим параметрам. Общепризнано влияние протонофоров т конформационные изменения митохондрий. Однако при действии СССР 1роисходило изменение агрегации рибосом в цитоплазме, организации »ндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи и ядра в клетках. При этом ;оличество и глубина ультраструктурных изменений возрастала с увеличением юнцентрации и времени совместной инкубации. Наблюдали пролиферацию ;аналов шероховатого эндоплазматического ретикулума, образование >азветвленной сети, концентрическое закручивание и непосредственный контакт :аналов ЭПР с плазмалеммой. Это свидетельствует об увеличении функциональной активности ЭПР: синтезе и транспорте основного количества мембранных белков и липидов, участие редокс-цепи ЭПР в переносе юсстановительных эквивалентов к другим мембранам, а также детоксикации [ужеродных соединений. Изменения в ультраструктурной организации ядра фоявлялись со второго часа инкубации с протонофором. Поскольку ядерная мембрана содержит собственную электронтранспортную цепь и ряд фосфатаз, то юзможно как прямое действие СССР на работу её переносчиков, так и косвенное ¡а счет изменения рН. Деградация клеточных структур начиналась с дезагрегации юлисом, нарушения структурной целостности плазмалеммы или тонопласта и ¡авершалась конденсацией гетерохроматина и разрушением ядерной мембраны.

Использование протонофора обеспечивает возможность направленного /величения содержания Н+ в цитоплазме, что позволяет выявить механизмы щаптации клеток к повышению проницаемости плазмалеммы и подкислению их цитоплазмы. По-видимому, изменение рН среды влияет не только на метаболизм, но и на конформационные переходы митохондрий и пространственную организацию крист.

Таким образом, установлено, что воздействие СССР на клетки отсеченных сорней пшеницы связано с рассеиванием электрохимического градиента протонов на плазматической мембране, закислением цитоплазмы, что в определенной мере изменяет метаболизм, энергообеспечение и ультраструктуру клеток. Увеличение

107 тепени воздействия приводит к более значительным изменениям, вызванным фоникновением СССР внутрь клеток и его непосредственным взаимодействием с мембранными компонентами.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пономарёва, Анастасия Анатольевна, Казань

1. Амченкова A.A., Бакеева Л.Е., Драчев В.А., Зоров Д.Б., Скулачев В.П., Ченцов Ю.С. Транспорт электрической энергии по митохондриальной системе// Молекулярные механизмы и регуляция энергетического обмена. Пущино. 1987. С.87-93.

2. Амченкова A.A., Бакеева Л.Е., Зоров Д.Б., Миттельман Л.Б., Скулачев В.П., Ченцов Ю.С. Мембранный электрический кабель// Биологические мембраны. 1988. Т.5. №9. С.979-991.

3. Андреев Е.Ф., Лебедев Д.П., Уваров В.В. Микрокалориметрия биологических объектов. М.: Агропромиздат. 1986. 167с.

4. О.Андрианов И.К., Свинтицкий В.А., Рубин А.Б., Абраменко Ю.М. Структурно-функциональные характеристики поверхности мембраны капель протоплазмы полученных из клеток харовых водорослей// Физиология растений. 1983. Т.30. №5. С.964-972.

5. Антонов В.Ф. Липиды и ионная проницаемость мембран. М.: Наука. 1982. 150с.

6. Байбаков Б.А., Либерман Е.А., Скулачев В.П. и др. Поведение ионов Н+ в гидрофобных структурах как механизм действия разобщителей// Сб. Митохондрии. Ферментативные процессы и их регуляция. 1968. С.137-141.

7. З.Бакеева Л.Е., Северина И.И., Скулачев В.П., Ченцов Ю.С. Проникающие ионы и структура митохондрий// Сб. Митохондрии. Структура и функции в норме и патологии. М.: Наука. 1971. С.67-83.

8. Бакеева Л.Е., Зоров Д.Б., Мохова E.H. Ультраструктура митохондрий и дыхание мышц диафрагмы. Влияние повреждения ткани// Сб. Регуляция энергетического обмена и физиологическое состояние. М.: Наука. 1978. С.103-112.

9. Бакеева Л.Е., Скулачев В.П., Ченцов Ю.С. Образование митохондриального ретикулума в мышце диафрагмы в онтогенезе крысы// Онтогенез. 1982. Т. 13. С. 313-317.

10. Бакеева Л.Е., Зоров Д.Б., Скулачев В.П., Ченцов Ю.С. Мембранный электрический кабель. I. Нитчатые митохондрии фибробластов// Биологические мембраны. 1986. Т.З. С. 1130-1136.

11. Балаур Н.С. Перспективы изучения биоэнергетических основ формирования продуктивности и устойчивости растений// Известия АН МССР, Сер. биол. и хим. наук. 1988. №1. С.70-77.

12. Барский Е.Л., Назаренко A.B., Самуилов В.Д., Хакимов С.А. Подавление дыхания клетками Bacillus subtilis при понижении pH цитоплазмы// Биологические мембраны. 1989. Т.6. №7. С.720-724.

13. Блюменфельд Jl.А., Тихонов А.Н. Возможный механизм образования АТФ в энергопреобразующих биологических мембранах// Биофизика. 1987. Т.32. №5. С.800-812.

14. Ю.Болдырев A.A. Матриксная функция биологических мембран// Соросовский образовательный журнал. 2001. Т.7. №7. С.2-8.

15. П.Бронников Г.Е. Кинетика синтеза АТФ при неполном разобщении указывает на существование порогового потенциала для функциональной перестройки Н+-АТФазы// ДАН СССР. 1986. Т.290. №2. С.476-480.

16. Бутакова И.В. Структурно- функциональные перестройки в клетках корней пшеницы при изменении протонной проводимости плазмалеммы 2,4-динитрофенолом: Автореф. дис. .к.б.н.: КИБ КНЦ РАН. 1994. 22с.

17. В.Войников В.К. Температурный стресс и митохондрии растений. Новосибирск: Наука. 1987. 135с.

18. Войников В.К. Рост и устойчивость растений. Новосибирск: Наука. 1988. 154с.

19. Воробьев Л.Н. Регулирование ионного транспорта: теоретические и практические аспекты минерального питания растений// Итоги науки и техники. Физиология растений. 1988. Т.5. 179с.

20. Гаврилов В.Б., Конев C.B. Активный транспорт протонов и энергизация плазматической мембраны дрожжевых клеток: индукция, регуляция и сопряжение с метаболизмом// Биологические мембраны. 1993. Т. 10. №3. С.255-271.

21. П.Гамалей Ю.В. О дифференциации пластид и митохондрий в листе высших растений// Цитология. 1983. Т.25. №4. С. 395-404.

22. Генерозова И.Н., Снхчян А.Г., Вартапетян Б.Б. Динамика изменения ультраструктуры митохондрий проростков кукурузы в условиях аноксии// Физиология растений. 1984. Т.31. №4. С. 683-691.

23. Головко Т.К. Дыхание растений. Физиологические аспекты. С.-Петербург: Наука. 1999. 204с.

24. Гордон Л.Х. Дыхание и водно-солевой обмен растительных тканей. М.: Наука. 1976. 119с.

25. Я.Гордон J1.X., Алексеева В.Я., Минибаева Ф.В. и др. Переходные процессы при адаптивном старении отсеченных корней// Цитология. 1991. №5. С.88.

26. Гордон JI.X. Функциональная характеристика адаптивного старения отсечённых корней пшеницы// Физиология и биохимия культурных растений. 1992. Т.24. №2. С. 128-133.

27. З.Гордон Л.Х., Минибаева Ф.В., Рахматуллина Д.Ф., Алябьев А.Ю., Лосева Н.Л., Николаев Б.А. Термогенез корневых клеток пшеницы при модификации функциональной активности плазмалеммы и детоксикаци ксенобиотиков// Докл. АН. 1995. Т.341. №5. С.714-716.

28. Гордон Л.Х., Колесников О.П., Минибаева Ф.В. Образование супероксида редокс- системой плазмалеммы корневых клеток и её участие в детоксикации ксенобиотиков//Докл. АН. 1999. Т.367. №3. С.409-411.

29. Гофман Э. Динамическая биохимия. М.: Медицина. 1971 321с.

30. Гуляев В.А. Электонномикроскопическая характеристика пикнотической дегенерации ядра// Сб. Клеточное ядро и его ультраструктуры. М:. Наука. 1970. С.348-355.

31. Деркачев Э.Ф.,Скобелева О.В. Энергетический и ионный обмен в тимоцитах в ходе цитолитических реакции// Матер. Всес. симп.: Молекулярные механизмы и регулирование энергетического обмена. Пущино. 1987. С. 10-22.

32. Драчев В.А., Зоров Д.Б. Митохондрии как электрический кабель: Экспериментальная проверка гипотезы// ДАН СССР. 1986. Т.287. С.1231-1238.

33. Евтодиенко Ю.В., Медведев Б.И., Кудзина Л.Ю., Кобелев B.C., Ягужинский Л.С., Кузин A.M. Идентификация соединения, индуцирующего транспорт ионов калия в митохондриях и бислоиных липидных мембранах// ДАН СССР. 1977. Т.233. С.708-711.

34. Ю.Жолкевич В.Н. Энергетика дыхания высших растений в условиях водного дефицита. М.: Наука. 1968. 229с.

35. Иванов Х.П. Основы энергетики организма. Л.: Наука. 1990. 306с.

36. К.Касумов Э.А., Зайцева М.Г., Сенахова М.А. Взаимосвязь между изменениями объемов, функциональной активностью и передвижением ионов// Физиология растений. 1991. Т.З8. №2. Р.256-264.

37. Касумов Э.А., Зайцева М.Г., Касумова И.В., Сенахова М.А. Влияние 2,4-динитрофенола на передвижение ионов водорода, калия и изменения объемов митохондрий гипокотелей маша// Физиология растений. 1992. Т.39. №5. С.962-971.

38. Каргаполов A.B., Ягужинский JI.C. Влияние разобщителей на фосфолипидный состав митохондрий//Биохимия. 1978. Т.43. №12. С.2150-2153.

39. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия. М.: Высшая школа. 1998. 478с.

40. Кондрашова М.Н. Градация метаболического состояния митохондрий и реактивность ткани// Митохондрии. Структура и функции в норме и патологии. М.: Наука. 1971. С. 25-40.

41. Кондрашова М.Н. Метаболическое состояние митохондрий при разных физиологических состояниях организма// Молекулярные механизмы и регуляция энергетического обмена. Пущино. 1987. С. 140- 152.

42. Конев C.B., Гаврилов В.Б., Орехова Т.А., Матус В.К. Кооперативная гибель дрожжевых клеток при озон- индуцированном сбросе Н+- градиента на мембране //ДАН СССР. 1985. Т.281. №2. С.454-457.

43. Конев C.B. Структурная лабильность биологических мембран и регуляторные процессы. Минск: Наука и техника. 1987. с.240.

44. Корецкая Т.Ф., Жолкевич В.Н. Влияние обезвоживани на окислительное дезаминирование N15-глутаминовой кислоты в тканях Vicia /avail Физиология растений. 1966. Т. 13. №2. С.290-295.

45. Кочергинский М.Н. Липиды как возможные переносчики протона от дыхательной цепи к АТФ-синтетазе и механизм окислительного фосфорилирования//Биофизика. 1979. Т.24. №5. С.954-978.

46. Крауз В.О. Влияние ингибиторов метаболизма на мембранный потенциал клеток корней высших растений// Сб. Биоэлектрическая активность и мембранный транспорт у ратений. Горький.: ГГУ. 1988. С.27-31.

47. Крауз В.О., Новоселов И.Г. Ингибиторный анализ транспорта ионов Н+ и К+ в клетках корневой системы проростков вики// Сб. Мембранный транспорт и биоэлектрогенез у растений. Горький.: ГГУ. 1987. С.30-33.

48. Кулинский В.И. Обезвреживание ксенобиотиков// Соросовский образовательный журнал. 1999. №1. С.8-12.

49. Куркова, Верховская. Редокс- компоненты в плазмалемме растительных клеток// Физиология растений. 1984. Т.31. №3. С.496-501.

50. ЗО.Лейкина М.И., Ченцов Ю.С., Стволинская Н.С. Адаптация клеток в культуре тканей при разобщении окислительного фосфорилирования// Цитология. 1977. Т.19. №12. С. 1340- 1345.

51. Ленинджер А. Основы биохимии М.: Мир. 1985. Т.2.

52. Либерман Е.А., Мохова H.A., Скулачев В.П. Действие разобщителей окислительного фосфорилирования на биомолекулярные фосфолипидные мембраны// Биофизика. 1968. №13. С.188-194.

53. Лобышева И.И., Микоян В.Д., Гольдфельд М.Г. Активация синтеза АТФ низкими концентрациями разобщителей фосфорилирования в хлоропластах в условиях кислотно-щелочного сдвигаII Биофизика. 1987. Т.32. №3. С.530-533.

54. Лузиков В.Н. Регуляция фосфорилирования митохондрий. М.: Наука. 1980. 316с.

55. Лыгин А.В, Бутакова И.В., Полыгалова О.О., Гордон Л.Х. Изменение липидного состава отсеченных корней пшеницы под влиянием протонофора 2,4-динитрофенола//Биохимия. 1995. Т.60. №11. С. 1803-1810.

56. Лялин О.О., Ахмедов И.С. Электрические характеристики клеток и межклеточных контактов листа Elodea canadensis// Ионный транспорт в растениях. Киев.: Наукова думка. 1979.

57. Маленкова И.В., Сереженков В.А. Влияние внешних факторов на синтез АТФ при скачкообразном повышении рН в митохондриях// Биофизика. 1984. Т.29. №2. С.328-329.

58. Маркова О.В., Коношенко Г.И., Мохова Е.Н. и др. Действие разобщителей окислительного фосфорилирования, олигомицина и ротенона на ультраструктуру митохондрий в лимфоцитах и энергетику этих клеток// Биологические мембраны. 1989. Т.6. №5. С.488-497.

59. Машанский В.Ф., Рабинович И.М. Ранние реакции клеточных органоидов. Л.: Наука. 1987. 287с.

60. О.Мелехов Е.И. Принцип регуляции скорости процесса повреждения клетки и реакция защитного торможения метаболизма (РЗТМ)// Журнал общей биологии. 1985. Т.46. С.174-189.

61. Митюшин В.М., Козырева Е.В. Некоторые типы ультраструктуры митохондрий клеток животных и их связь с энергопродукцией// Цитология. 1978. Т.20. №4. С.371-378.

62. Монахов Н.К. О функциональной гетерогенности митохондрий нормальной и опухолевой клеток// Митохондрии. Структура и функции. М.: Наука. 1966. С.45-47.

63. Мотлох Н.Н. Митохондрии и посттравматическая регенерация// Успехи современной биологии. 1981. Т.92. С.422-439.

64. Насырова Г.Ф., Палладина Т.А. Фосфолипидный состав плазматических мембран клеток корней проростков кукурузы// Физиология растений. 1984. Т.31. №2. С.351-355.

65. Нейфах С.А. Механизмы интеграции клеточного обмена Л.: Наука. 1967.

66. Пахомова В.М., Гордон Л.Х. Изменение физиологического состояния клеток корней пшеницы в процессе адаптивного старения// Физиология растений. 1984. Т.31. №6. С.1162-1169.

67. Пахомова В.М., Гордон Л.Х. Изменение редокс- состояния флавопротеинов и пиридиннуклеотидов в корнях пшеницы при адаптивном старении// Физиология растений. 1985. Т.32. №5. С.948.

68. Пахомова В.М., Гордон Л.Х. Некоторые закономерности реакции клеток корней пшеницы на действие ядов// Физиология и биохимия культурных растений. 1987. Т.19. №2. С.150-155.

69. Пахомова В.М., Гордон Л.Х. Общие закономерности ответной реакции корней на стрессовое воздействие// Журнал общей биологии. 1991. Т.52. №1. С.36-43.

70. Пахомова В.М. Основные положения современной теории стресса и неспецифический адаптационный синдром у растений// Цитология. 1995. Т.37. №1. С.66-91.

71. Пахомова В.М. Биология экстремального состояния растительных клеток. Казань. 2001. 107с.

72. Полевой В.В., Саламатова Т.О. Протонные насосы и их функциональная роль// Итоги науки и техники. Физиология растений. М: 1980. Т.4. С.78-126.

73. Ю.Полыгалова О.О., Гордон Л.Х. и др. Адаптация клеток корней пшеницы к изменённой протонной проводимости плазмалеммы// Цитология. 1991. Т.23. №5. С.12.

74. Полыгалова О.О., Гордон Л.Х., Бутакова И.В. и др. О неоднозначности эффектов 2,4-ДНФ на уровне целой растительной ткани// Физиология и биохимия культ, растений. 1991. Т.23. №4. С.343-349.

75. Полыгалова О.О. Конденсированные митохондрии- митохондрии интенсивно вырабатывающие АТФ// Цитология. 2001. Т.43. №4. С.380.

76. Полякова И.А. Структурные и функциональные изменения клеток культуры СПЭВ при действии ингибиторов: Автореф. дис. .к.б.н. М.: МГУ. 1991. 21с.

77. Пятыгин С.С., Опритов В.А. О роли мембранного потенциала клеток высшего растения в формировании адаптационного синдрома при охлаждении// Докл. АН. 1992. Т.326. №1. С.202-205.

78. Ратникова Л.А., Чистяков В.В., Ягужинский Л.С. Регуляторные взаимодействия дыхательной цепи митохондрий и окислительной системы эндоплазматического ретикулума//Биохимия. 1978. Т.43. №10. С.1809-1815.

79. Рубин Б.А., Ладыгина М.Е. Физиология и биохимия дыхания растений. М.: Изд. МГУ. 1974. 513с.

80. Рыжиков С.Б., Иванилова Л.Ю., Мусулин А., Блюменфельд Л.А., Давыдов P.M., Тихонов А.Н. Синтез АТФ изолированными хлоропластами, индуцированный скачкообразным повышением pH. Влияние pH и разобщителей// Биологические мембраны. 1991. Т.8. №7. С.689-693.

81. Саламатова Т.С. Физиология растительной клетки. Л.: ЛГУ. 1983. 232с.

82. ЮО.Самарцев В.Н. Жирные кислоты как разобщители окислительного фосфорилирования// Биохимия. 2000. Т.65. №9. С. 1173-1189.

83. Ю1.Семихатова O.A., Чулановская М.В. Манометрические методы изучения дыхания и фотосинтеза М.-Л.: Наука. 1965. 168с.

84. Ю2.Семихатова O.A. Энергетика дыхания растений при повышенной температуре. Л.: Наука. 1974. 110с.

85. ЮЗ.Семихатова O.A. Энергетика дыхания растений в норме и при экологическом стрессе. Л.: Наука. 1990. 71с.

86. Ю4.Сидоренко П.Г., Уварова Г.А. О специфических изменениях структуры митохондрий в культурах тканей растений// Цитология. 1972. Т.14. №12. С.1535-1537.

87. Ю5.Скулачев В.П. Аккумуляция энергии в клетке. М.: Наука. 1969. 440с.

88. Юб.Скулачев В.П. Трансформация энергии в биомембранах. М.: Наука. 1972. 202с.

89. Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран. М.: Наука. 1989. 564с.

90. Скулачев В.П. Биоэнергетика. Мембранные преобразователи энергии. М.: Высшая школа. 1989. 271с.

91. Скулачев В.П. Законы биоэнергетики// Соросовский образовательный журнал. 1997. №1. С.9-14.

92. ПО.Скулачев В.П. Альтернативные функции клеточного дыхания// Соросовский образовательный журнал. 1998. №6. С.2-7.

93. И.Сухоруков Б.И., Монтрель М.М., Опанасенко В.К., Золотарева Е.К. Изучение взаимодействия ДНК с протонами среды методом буферной емкости// Молекулярная биология. 1983. Т.П. №5. С.1009-1017.

94. Сухоруков Б.И., Шварцбурд П.М. Влияние концентрации ионов водорода на состояние хроматина в лимфоидных клетках// Биофизика. 1985. Т.ЗО. №4. С.637-641.

95. Тарчевский И.А. Элиситор- индуцируемые сигнальные системы и их взаимодействие// Физиология растений. 2000. Т.47. №2. С.321-331.

96. М.Удовенко Г.В., Машанский В.Ф., Цибковская Н.С. Изменения ультраструктуры митохондрий клеток листьев ячменя при засолении субстрата// Цитология. 1980. Т.22. №4. С.478-481.

97. Челидзе П.В. Фибрилярные центры в ядрышках клеток культуры СПЭВ после действия актиномицина Д// Цитология. 1982. Т.24. №2. С. 137-143.

98. Пб.Чиркова Т.В. Роль клеточных мембран в устойчивости растений к гипо- и аноксии// Успехи совр. биологии. 1983. Т.95. №1. С.44-56.

99. П.Чиркова Т.В. Клеточные мембраны и устойчивость растений к стрессовым воздействиям// Соросовский образовательный журнал. 1997. №9. С.12-17.

100. Швец И. М., Зубков О.Н. Определение некоторых кинетических параметров Н-АТФазы плазматических мембран клеток флоэмы борщевика// Сб. Мембранный транспорт и биоэлектрогенез у растений. Горький.: ГГУ. 1987. С.44-49.

101. Шендерите B.C., Сабаляускас И.Ю., Ясайтис A.A. Структурные изменения митохондрий в монослое L-клеток в присутствии цианида// Цитология. 1983. Т.25. №.9. С. 1059-1065.

102. Шендерите B.C., Ясайтис A.A. Влияние ингибиторов энергетического обмена на морфометрические параметры и пространственную структуру митохондрий L-клеток//Цитология. 1984. Т.26. №.6. С. 666-671.

103. Azzi A., Azzone G.F. Swelling andshrinkage phenomena in liver mitochondria.il. Low amplitude swelling- shrinkage cycles// Biochim.et biophys. Acta. 1965. V.105. P.265-278.

104. Bakeeva L.E., Chentsov Yu.S., Skulachev V.P. Ontogenesis of mitochondrial reticulum in rat diaphragm muscle// Europ. J. Cell Biol. 1981. V.25. P. 349-369.

105. Bakeeva L.E., Chentsov Yu.S., Skulachev V.P. Intermitochondrial contact in myocardiocytes//J. Mol. a. Cell. Cardiol. 1983. V. 15. P. 413-420.

106. Bakker E.P., Arents J.C., Hoebe J.P., Terada H. The minimum effective amount of uncouplers for rat liver mitochodria// Biochim. Biophys. Acta. 1975. V.387. P.491-506.

107. Briskin D.P. Plasma membrane H+- transporting ATPase: role in potassium ion transport// Plant Physiol. 1997. V.l 14. P.l 137-1140.

108. Briskin D.P., Gawienowski M.C. Role of the plasma membrane H+-ATPase in K+ transport// Plant Physiol. 1996. V.l 11. P.l 199-1207.

109. Briskin D.P. The plasma membrane H+-ATPase of higher plant cells: biochemistry and transport function// Biochimica et Biophysica Acta. 1990. V.l019. P.95-109.

110. Briskin D.P., Hanson J.B. How does the plant plasma membrane H+-ATPase pump protons?// J. Exp. Bot. 1992. V.43. P.269-289.

111. Brummer B., Bertl A., Portykus I., Felle H., Parish R.W. Evidence that fusicoccin and indole- 3-acetic acid cytosolic acidification of Zea mays cells// FEBS Lett. 1985. V.189. P.109-114.

112. Busa W., Nuccitelli R. Metabolic regulation via intracellular pH// Am. J. Physiol. 1984. V.246. P.409-438.

113. Chastain C.J., LaFayette P.R., Hanson J.B. Action of protein synthesis inhibitors in blocking electrogenic H+ efflux from corn roots// Plant Physiol. 1981. V.67. N.4. P.832-835.

114. Criddle R.S., Breidenbach R.W., Rank D.R., et.al. Simultaneous calorimetric and respirometric measurements on plant tissues// Thermochim. Acta. 1990. V.l72. P.213-221.

115. Criddle R.S., Fontana A.I., et.al. Simultaneous measurement of metabolic heat rate, C02 production and 02 consumtion by microcalorimetry// Anal. Biochem. 1991. N.194. P.413-417.

116. Criddle R.S., Briedenbach R.W., Fortana A.J. et al. Plant respiration responses to climate determine geographic distribution// Russian J. Plant. Physiol. 1996. V.43. P.698-704.

117. Criddle R.S., Smith B.N., Hansen L.D. A respiration based description of plant growth rate responses to temperarure// Planta. 1997. V. 201. P.441-445.

118. Facanha Arnoldo R., Meis Leopoldo de. Inhibition of maize root H+-ATPase by fluoride and fluoroaluminate complexes// Plant Physiol. 1995. V.108. P.241-246.

119. Felle H. Short- term pH regulation in plants// Physiologia Plantarum. 1988. V.74. P.583-591.

120. Gonzalez-Reyes J.A., Cordoba F., Navas P. Plasma membrane redox system and their role in biological stress and disease. Edited by Asard N. et al. Kluwer Academic Publishers. 1998. P. 113-214.

121. Hackenbrock C.R. Ultrastructural bases for metabolically linked mechanical activity in mitochondria. II. Electron transport-linked ultrastructural transformations in mitochondria//J. Cell. Biol. 1968. V.37. P.345-369.

122. Hackenbrock R. Unergy-liked condensed- orthodex ultrastructural transformations in mitochondria// Chemolherapy. 1981. V.27. №2. P.21-26.

123. Hager A., Moser I. Acetic acid esters and permeable weak acids induce active proton extension and growth of coleoptile segments by lowering the cytoplasmic pH// Planta. 1985. V.163. P.391-400.

124. Hager A., Debus G., Edel H-G., Stransky H., Serrano R. Auxin induces exocytosis and the rapid synthesis of a turnover pool of plasma membrane H+-ATPase// Planta. 1991. V.185. P.527-537.

125. Hansen L.D., Criddle R.S. Determination of phase changes and matabolic rates in plant conduction DSC// Thermochim. Acta. 1990. N.160. P. 173-192.

126. Hansen L.D., Hopkin M. S., Rank D.R., et al. The relation between plant growth and respiration: A thermodynamic model// Planta. 1994. V.194. P.77-85.

127. Hansen L.D., Taylor.D.K., Smith B.N., Criddle R.S. The relation between plant growth and respiration: application to ecology and crop cultivar selection// Russian J. Plant Physiol. 1996. V.43. P.691-697.

128. Hansen M. S., Criddle R.S. Plant calotimetry : A window to plant physiology and ecology// Thermochim. Acta. 1997. V.300. P. 183-187.

129. Hopkin M.S. Calorimettic studies of plant physiology. Ph. D. Dissertation. Provo. 1991. 90p.

130. Jackson P.C. Differences between effects of undissociated and anions 2,4-DNP on permeability of barley roots// Plant Physiol. 1982. V.70 P.1373-1379.

131. Lew Roger R., Spanswick Roger M. Characterization of the electrogenicity of soybean ATP dependence and effect of ATP-ase inhiditors// Plant Physiol. 1984. V.75. P.l-6.

132. Lumis W.F., Lipmann F. Reversible inhibition of the coupling between phosphorylation and oxidation//J. Biol. Chem. 1948. V. 173. P.807.

133. Maathuis F.J., Ichida A.M., Sanders D., Schroeder J.I. Roles of higher plant K+ channels// Plant Physiol. 1997. V. 114. P. 1141 -1149.

134. Marre E., Ballarin-Denti A. The proton pumps of the plasmalemma and tonoplast of higher plants// J. Of Bioenergetics and Biomembranes. 1985. V.17. №1. P.1-21.

135. Marre M., Romani G., Bellando M., Marre E. Stimulation of weak acid uptake and increase in cell sap pH as evidence for fusicoccin- and K+- induced cytosol alkalinization//Plant Physiol. 1986. V.82. P.316-323.

136. Martins I.S., Martins O.B., et al. Effect of the electrochemical proton gradient and anions on the ATPase activity of soybean submitochondrial particles// Plant Physiol. 1988. V.87. P.384-388.

137. Mercier A.J., Poole R.J. Electrogenic pump activity in red beet: Its relation to ATP levels and cation influx//J. Membr. Biol. 1980. V.55. P.165-174.

138. Michelet B., Lukaszewic M., Dupriez V.,Bourty M. A plant plasma membrane proton-ATPase gene is regulated by development and shows signs of a translational regylation//Plant Cell. 1994. V.6. P.1375-1389.

139. Michelet B., Boutry M. The plasma membrane H+-ATPase. A highly regulated enzyme with multiple physiological functions// Plant Physiol. 1995. V. 108. P.l-6.

140. Minibayev&~^iT?; Gordon L.Kh., Alyabyev A.Ju. Heat production of root cell the dissipation of ion gradients on plasma membrane// Thermochimical Acta. 1998. V.309. P.139-143.

141. Minibayeva F.V., Kolesnikov O.P., Gordon L.Kh. Contribution of plasma membrane redox system to the superoxide prouction by wheat root cells// Protoplasma. 1998. V.205. P.101-106.

142. Misra P.C. Transplasma membrane electron transport in plant// J. Of Bioenergetics and Biomembranes. 1991. V.23. №3. P.425-441.

143. Mitchell P. Coupling of phosphorylation to electron and hydrogen transfer by a chemiosmotic type of mechanism// Nature. 1961. V. 191. P. 144-148.

144. Muraoka S., Terada H., Takaya T. The minimum effective amount of uncouplers for rat liver mitochodria//FEBS Lett. 1975. V.54. P.53-56.

145. Muscatello U., Guarriero V. Configurational changes in isolated rat liver mitochondria as revealed by negative staining// J. Ultrastructure Research. 1975. V.52. P.2-12.

146. Penning de Vries F.M.T., Laar van H.H., Chardon M.C.M. Bioenergetics of growth of seeds, fruits and storage organs// Potential productivity of fieid crops under different environments. Los Banos; Laguna. 1983. P.37-59.

147. Portillo F. Regulation of plasma membrane H+-ATPase in fungi and plants// Biochimica et Biophysica Acta. 2000. V.1469. P.31-42.

148. Santi S., Geraldine L., Pinton R., Cesco S., Varanini Z. Plasma membrane H+-ATPase in maize roots induced for N03" uptake// Plant Physiol. 1995. V.109. P. 12771283.

149. Serrano R. Structure and function of plasma membrane ATPase// Annu Rev Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1990. V. 40. P.61-94.

150. Sku.achev-^p*The localized AjaH+ problem. The possible role of the local electricfield in ATP synthesis// Ibid. 1982. V.146. P. 1-4. 170.Skulachev V.P. Uncopling: new approaches to an old problem of bioenergetics//

151. Biochim. et Biophys. Acta. 1998. V.1363. P. 100-124. 171.Storey B.T., Wilson D.F., Bracey A., Rosen S.L. Stric and electronic effects on the uncoupling activity of substituted 3,5- dichlorosalicylanilides// FEBS Lett. 1975.V.49. P.338-341.

152. Sze H., Ward J.M., Lai S. Vacuolar H+- translocating ATPases from plants: Structure, function and isoforms//J. Bioenerg. Biomemb. 1992.V.24. P.371-381.

153. Tandler B. Improved uranyl acetate staining for electron microscopy// J. Electron. Microsc. Techn. 1990. V.16. P. 1505-1517.

154. Tarkowska J.A. Endoplasmic reticulum hypertrophy and nuclear envelope formation- a postulate// Acta Societatis Botanicorum Poloniae. 1979. V.48. N.3 P. 381-389.

155. Tedeschi H. The transport of cations in mitochondria// Biochimica et biophysica Acta. 1981. V.639. P.157-196.

156. Terada H. The interaction of highly active uncouplers with mitochondria// Biochimica et Biophysica Acta. 1981. V.639. P.225-242.

157. Van Dam K., Woelders H., Colen A., Westerhoff H.V. A structural basis for mosaic protonic energy coupling// Biochem. Soc. Trans. 1984. V.12. P.401-402.

158. Vartapetian B.B., Polyakova L.I. Protective effect of exogenous nitration on the mitochondria ultrastructure of Oryza sativa coleoptiles under strict anoxia// Protoplasma. 1999. V.206. P.163-167.

159. Venable J.H., Coggeshall R.A. A simplified lead citrate stain for use in electron microscopy// J. Cell Biol. 1965. V.25. P.407-408.

160. Zorov D.B., Krasnikov B.F., Kuzminova A.E., Vysokikh M. Yu., Zorova L.D. Mitochondria revisited. Alternative functions of mitochondria// Bioscience Report. 1997. V.17. №6. P.507-520.