Изучение механизмов регуляции водопроницаемости плазмодесм и тонопласта импульсным методом ЯМР

Филянина, Елена Михайловна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Изучение механизмов регуляции водопроницаемости плазмодесм и тонопласта импульсным методом ЯМР
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Изучение механизмов регуляции водопроницаемости плазмодесм и тонопласта импульсным методом ЯМР"

На правах рукописи

Филяиина Елена Михайловна

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ РЕГУЛЯЦИИ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ПЛАЗМОДЕСМ И ТОНОПЛАСТА ИМПУЛЬСНЫМ МЕТОДОМ ЯМР

Специальности: 03.00.12 - физиология и биохимия растений 03.00.02-биофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Казань, 2005

Работа выполнена в лаборатории биофизики транспортных процессов Казанского института биохимии и биофизики Казанского научного центра Российской академии наук.

Научный руководитель: доктор биологических наук

Геннадий Алексеевич Великанов

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор

Абдуллазян Абдулкадырович Зялалов

кандидат физико-математических наук Юрий Федорович Зуев

Ведущая организация: Нижегородский Государственный

Университет им. Н И. Лобачевского

Защита состоится 26 декабря 2005 г. в часов на заседании

диссертационного совета К002.005.01 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук при Казанском институте биохимии и биофизики КазНЦ РАН (420111, г. Казань, а/я 30, ул. Лобачевского, 2/31)

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной библиотеке Казанского научного центра РАН

Автореферат разослан 25 ноября 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета , л

кандидат биологических наук А.Б. Иванова

ém4- 2.2.5М45

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. На современном этапе исследований (Гамалей, 1997; 1998; 2004) возникли новые представления о структурно-функциональной организации транспортной системы высших растений. В частности, предполагается существование в растительной ткани не только цитоплазматического симпласта, но и другого надклеточного континуума, образованного эндоплазматическими пространствами (вакуолями) соседних клеток с помощью десмотрубочек (второго транспортного канала в плазмодесмах). В настоящей работе такой надклеточный континуум будем называть вакуолярным симпластом.

Предполагается, что водопроницаемость вакуолярного симпласта контролируется как водопроницаемостью десмотрубочек, способных изменять свой просвет или совершать переходы из открытого в закрытое состояние и обратно за счет локализованного в плазмодесмах акто-миозинового сфинктера (Гамалей, 1997), так и водопроницаемостью вакуолярной мембраны (тонопласта), которая также способна к регуляции, поскольку связана со специфическими белками аквапоринами (Tyerman et. al., 1999).

Поток воды по тканям растения может идти двумя путями: внеклеточному (апопластному) и трансклеточному. Оказалось, что эти два пути взаимодействуют между собой: при уменьшении водного потока по апопластному пути может увеличиваться водопроницаемость трансклеточного. В механизме соответствующих переключений существенная роль может принадлежать фитогормону стресса - абсцизовой кислоте (АБК) (Morillon, Chrispeels, 2001). Роль плазмодесм и тонопласта в регуляции трансклеточного водообмена, при этом, остается не раскрытой. Это обстоятельство и определило цель и задачи данной работы.

Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в изучении механизмов регуляции водопроницаемости тонопласта и транспортных каналов плазмодесм с позиции существования вакуолярного симпласта. Исходя из

указанной цели, были поставлены следующие национальная

БИБЛИОТЕКА {

¡rztfJÊ

.....ï»

1. Получить дополнительные экспериментальные доказательства, подтверждающие идею о вакуолярном симпласте, как регулируемом русле водообмена у растений, и разработать ЯМР-подход для контроля водопроницаемости этого симпласта.

2. Изучить влияние экзогенной АБК и ингибитора энергетического метаболизма - азида натрия - на водопроницаемость десмотрубочек и тонопласта как структурных элементов вакуолярного симпласта, предположительно обеспечивающих регуляторные возможности этой транспортной системы.

3. Выяснить влияние некоторых ингибиторов акто-миозиновых белков цитоскелета на параметры диффузионного затухания спинового эха от протонов клеточной воды и обсудить роль предполагаемых изменений уровня гидратации подобных белков, локализованных внутри цитоплазматического канала плазмодесм, в регуляции водопроницаемости этого канала.

Научная новизна работы. При изучении особенностей ограниченной диффузии молекул воды в тканях корня, были получены новые аргументы в пользу существования вакуолярного симпласта. Разработан методический подход к изучению водопроницаемости вакуолярного симпласта методом спинового эха ЯМР (на протонах) с импульсным градиентом магнитного поля (метод ЯМР ИГМП). Установлено, что АБК оказывает влияние на водопроницаемость вакуолярного симпласта только путем временного увеличения водопроницаемости его мембраны - тонопласта - и не затрагивает водопроницаемость десмотрубочек. Показано, что водопроницаемость десмотрубочек вакуолярного симпласта АТФ-зависима. Выдвинута гипотеза о том, что акто-миозиновые белки локализованые внутри цитоплазматического канала плазмодесм, могут регулировать его водопроницаемость за счет изменения уровня собственной гидратации.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты подтверждают гипотезу о существовании в растительной ткани не

только цитоплазматического, но и вакуолярного симпласта, водопроницаемость которого контролируется как водопроницаемостью десмотрубочек, так и водопроницаемостью тонопласта.

Разработан методический подход для контроля водопроницаемости структурных элементов вакуолярного симпласта (десмотрубочек и тонопласта) методом ЯМР ИГМП. Материалы диссертации могут быть рекомендованы для включения в лекционные курсы по физиологии растений и биофизике транспортных процессов в растениях.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на Международной конференции "Проблемы физиологии растений Севера" (Петрозаводск, 2004); на Третьей международной междисциплинарной конференции «НБИТТ-21» (Петрозаводск, 2004); на III съезде биофизиков России (Воронеж, 2004), на Итоговой научной конференции 2004 года Казанского научного центра РАН, посвященной 60-летию КазНЦ РАН (Казань, 2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы - 1-я глава, информации о физических аспектах самодиффузии молекул в пористых средах - 2-я глава, трех экспериментальных глав (3-я,4-я и 5-я главы), выводов и списка цитируемой литературы (253 источника, из них 226 - иностранных). Работа изложена на 116 страницах машинописного текста, содержит 16 рисунков и 2 таблицы.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 03-04-48174а).

1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования служили корни 4-дневных этиолированных проростков кукурузы (Zea mays L.). Семена вымачивали в течение 8 ч в проточной воде, затем помещали в увлажненную, свернутую рулоном фильтровальную бумагу и выращивали в термостате при 25° С. Корни слегка обсушивали фильтровальной бумагой и нарезали на сегменты длиной 7 мм.

Отсеченные сегменты выдерживали два часа в дистиллированной воде и аэрируемых условиях (на качалке) для устранения стрессовой реакции транспортной системы корня на отсечение.

Для исследования самодиффузии молекул воды использовали метод спинового эха ЯМР (на протонах) с импульсным градиентом магнитного поля. Сегменты помещали в датчик ЯМР-диффузометра так, что градиент магнитного поля был направлен параллельно радиальному сечению корня, что позволяло регистрировать самодиффузию воды в этом направлении.

Об изменениях водопроницаемости десмотрубочек судили по изменениям эффективного коэффициента самодиффузии, вычисляемого по начальному наклону полученных в экспериментах диффузионных затуханий (ДЗ), а об изменениях водопроницаемости тонопласта - по наклону конечных участков соответствующих ДЗ. Время наблюдения диффузии - 700 мс; сигнал эха формировала вода вакуолярных компартменгов клеток, поскольку вода цитоплазмы и апопласта к этому времени уже отрелаксировала (D. van Dusschoten et al., 1995; L. Van der Weerd et al., 2002).

Исследования по изменению уровня гидратации цитоскелета проводились при коротковременном режиме наблюдения диффузии (8 мс) на зародышах зерновок пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта - Мироновская - 808 после 8-ми часового набухания.

Работа выполнена на базе оригинального ЯМР-диффузометра с частотой резонанса 16 МГц, созданного в Казанском институте биохимии и биофизики Каз.НЦ РАН (Анисимов, Раткович, 1992). Управление диффузометром и обработка ДЗ осуществлялись компьютером. Диффузионные затухания спинового эха в образце регистрировали при температуре 25°С.

Для визуализации внутриклеточной локализации пирофосфатазы как маркера тонопласта использовали непрямую иммунофлуоресцентную микроскопию и соответствующие антитела по методике BaluSka (Baluska et al., 1997).

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 2.1. Новые аргументы в пользу существования вакуолярного симпласта

Опыты по иммунофлуоресцентной микроскопии были запланированы нами на начальном этапе работ с целью получения новых аргументов в пользу существования вакуолярного симпласта. Используя непрямую иммунофлуоресцентную микроскопию с антителами против маркера тонопласта - пирофосфатазы, мы попытались визуализировать локализацию пирофосфатазы в клетках на соответствующих срезах в условиях нормальной тургесцентности клеток корня (рис.1 А), а также в условиях их плазмолиза (рис.1 Б). После плазмолизирования клеток маннитом, в их клеточных стенках отчетливо визуализировалось присутствие пирофосфатазы в зонах нахождения плазмодесм (рис.1 Б).

А Б

Рис. 1. А - Визуализация пирофосфатазы в клетках сегментов корней кукурузы из зоны растяжения в условиях их нормальной тургесцентности (контроль) Увеличение 100х. Б - Визуализация пирофосфатазы в клетках сегментов корней кукурузы из зоны растяжения после плазмолизирования клеток маннитом (700 мМ, 2,5 ч). Стрелками показана локализация исследуемых белков в клеточной стенке - области каналов плазмодесм. Увеличение ЮОх.

Пирофосфатаза является специфическим функциональным ферментом тонопласта и выполняет в нем роль протонного насоса. Поэтому выявление этого фермента в местах расположения плазмодесм является дополнительным свидетельством в пользу того, что десмотрубочка как элемент эндоплазматической сети может одновременно являться элементом

вакуолярной мембраны. Присутствие пирофосфатазы в плазмодесмах является важным доводом в пользу существования вакуолярного с им пласта.

Не менее веские тому доказательства получены нами при изучении самодиффузии молекул воды в сегментах корней методом ЯМР ИГМП. Самодиффузия молекул описывается уравнением Эйнштейна, согласно которому среднеквадратичное смещение молекул пропорционально времени: Дy?=2Dt. Мы исследовали диффузионное затухание (ДЗ) протонного эха в сегментах корней кукурузы при таких U, когда молекулы воды в большом объеме продиффундировали бы на расстояния, превышающие размеры клеток. В такой ситуации теоретически возможны два варианта ограниченной диффузии: 1) если отсеки полностью изолированы, то регистрируемое среднеквадратичное смещение, естественно, будет ограничено величиной линейного размера отсека {Ах2 = 2D td = const = а). Поэтому характерный признак длинновременного режима для изолированных отсеков - выполнение зависимости D - 2) если же отсеки имеют между собой диффузионную связь, то среднеквадратичное смещение молекул при увеличении времени наблюдения может быть сколь угодно большим, и для него можно записать уравнение Эйнштейна с неким эффективным коэффициентом самодиффузии (КСД). Эта процедура равноценна той, когда реальную пористую среду с проницаемостью между отсеками (клетками - для растительной ткани) заменили некоторой гомогенной средой с эффективным КСД. Такой КСД является макроскопической характеристикой пористой среды и не зависит от времени диффузии, а его значение существенно меньше о&ьемного. В этом случае эффективный КСД называют коэффициентом связности (проницаемости) пористой среды (Чизмаджев с соавт., 1971).

Обратимся к эксперименту на корнях.

На рис. 2 показано ДЗ при изменении времени диффузии в диапазоне 500 -г 900 мс. Видно, что начальный наклон ДЗ (при g 0), т.е. величина эффективного КСД не зависит от времени диффузии. Расчет дает численное значение соответствующего эффективного КСД - (6.2 ± 0.2) 10 40 м2/с, что существенно ниже КСД чистой воды в большом объеме (2.6-10 ^ м2/с, при

8,3 • 1 О^Субд)2^ , с/м2

Рис. 2. Диффузионные затухания эха в сегментах корней контрольного варианта при разных временах наблюдения диффузии (показаны с использованием стрелок). Эффективный КСД, определяемый по наклону начального участка ДЗ, по-видимому, не зависит от времени диффузии.

25°С). В наших экспериментах с сегментами корней при времени диффузии 500900 мс "сигналит" вода вакуоли. В связи с этим наблюдаемую независимость эффективного КСД от времени диффузии (рис. 2), при существенно меньшей величине этого КСД по сравнению с КСД молекул воды в большом объеме, можно связывать с наличием высокой диффузионной связи между ограничивающими диффузию отсеками (вакуолями, в данном случае).

Ю.В. Гамалеем (1997) предложена модель плазмодесм с акто-миозиновым сфинктером, контролирующим диаметр эндоплазматической десмотрубочки. В связи с этим интересно было проанализировать изменения, происходящие во временной зависимости эффективного КСД под влиянием ингибитора энергетического метаболизма - азида натрия (рис. 3). Оказалось, что вид регистрируемого на сегментах корней ДЗ существенно изменился под влиянием азида натрия (10 мМ, 30 мин), при котором, согласно результатам исследований Я.Е. С1е1апс1 е1 а1. (1994) концентрация эндогенного АТФ в клетках корней

кукурузы снижалась более, чем на 80 %. КСД, вычисленный по наклону начального участка ДЗ (эффективный КСД), сильно снизился по сравнению с контролем, - до значения 1.1 • 10 ~'°м2/с. Однако наклон конечного участка ДЗ остался таким же, как в контроле.

8,3 • КГ'СубвДьС/м2

Рис. 3. Диффузионное затухание протонного эха в сегментах корней из зоны растяжения 4-х дневных этиолированных проростков кукурузы в контроле - 1 и под влиянием азида натрия (10 мМ, 30 мин) - 2. Эффективный КСД (Оэфф) определяется из наклона касательной к начальному участку ДЗ. Для контрольного варианта = 6,2 ■ Ю'10 м2/с, а для варианта с азидом натрия Оэфф =1,1 ■ Ю*10 м2/с. Рассматривается диффузия в ортогональном к продольной оси корня направлении. Время наблюдения диффузии - 700 мс.

На рис. 4 показаны ДЗ для варианта с обработкой сегментов корней азидом натрия, снятые при различных значениях времени наблюдения диффузии (1<1). В отличии от контрольного варианта (рис. 2) эффективный КСД в варианте с азидом натрия уменьшается по мере роста времени диффузии, приближаясь к предельному (асимптотическому) значению (равному наклону конечного экспоненциального участка ДЗ), что характерно для длинновременного режима с полностью ограниченной диффузией. По-

видимому, в случае применения азида натрия произошло "купирование" вакуолярного симпласта - исчезла межвахуолярная диффузионная связь.

0,1 -

0,01 т

900 мс

200

400

-1— 800

600

8,3 • Ю^-^Чьс/м1

1000

1200

Рис. 4. Диффузионные затухания при различных временах наблюдения диффузии (указаны сбоку) для сегментов корней после 30 минутного воздействия азида натрия (10 мМ).

Таким образом, опыты, проведенные с использованием метода ЯМР ИГМП, свидетельствуют о существовании между вакуолями в контрольном варианте высокопроницаемой диффузионной связи, существующей в пределах континуума с одним временем релаксации, которая исчезает под влиянием азида натрия при неизменной водопроницаемости тонопласта.

Анализ полученных в этом разделе данных позволяет сделать следующие обобщения: 1) получены дополнительные аргументы в пользу существования вакуолярного симпласта, как регулируемого русла для диффузионного водообмена в растительной ткани в корнях изучаемого объекта; 2) полученные экспериментальные данные создают основу для методического подхода к изучению водопроницаемости вакуолярного симпласта методом ЯМР ИГМП

2.2. Механизмы регуляции водопроницаемости вакуолярного симпласта

Поскольку влияние АБК на физиологические процессы в растениях и, в частности, на гидравлическую проводимость корня обнаруживается уже в наномолярных концентрациях этого фитогормона, то сначала мы применили экзогенную АБК в концентрации 10"9 М. При времени наблюдения диффузии 700 мс, когда сигнал формировала вода вакуолярных компартментов, не наблюдалось изменений в диффузионном затухании спинового эха. Не было изменений и при инкубации с АБК в концентрации 10"5 М (рис. 5). Однако при концентрации 10"4 М за один час экспозиции АБК существенно изменила вид ДЗ по сравнению с контрольным вариантом. Значительно увеличился наклон второй, медленно спадающей компоненты ДЗ, и, следовательно, увеличился КСД, рассчитываемый по нему, хотя наклон начальных участков ДЗ заметно не изменился (рис.6).

8,1 10~"(гд5)! 1„.с/м!

Рис. 5. Влияние экзогенной АБК в малых концентрациях (10"9 и 10'5 М) на диффузионное затухание спинового эха от молекул вакуолярной воды в корнях проростков кукурузы (время наблюдения диффузии - 700 мс). Время экспозиции с АБК - 1 ч.

8,1 юЛтдб^.с/м2

Рис. 6. Влияние времени воздействия экзогенной АБК в концентрации 10"4 М на диффузионное затухание спинового эха от молекул вакуолярной воды в корнях проростков кукурузы (время наблюдения диффузии - 700 мс) в сравнении с диффузионным затуханием от молекул вакуолярной воды контрольного варианта. Во всех вариантах опытов рН = 4,5.

Ключевые моменты использованного нами методического подхода состоят в следующем: при временах наблюдения диффузии, когда сигнал формирует вода вакуолярного симпласта, изменения (по сравнению с контролем) эффективного коэффициента самодиффузии (Оэф), вычисленного по начальному наклону полученных в эксперименте ДЗ, обусловлены изменениями водопроницаемости десмотрубочек вакуолярного симпласта, а изменения коэффициента самодиффузии (Б), вычисленного по наклону конечного участка ДЗ, обусловлены изменениями водопроницаемости вакуолярной мембраны -тонопласта.

В связи с этим, показанные на рисунке 6 данные, а также результаты их количественной обработки, представленные в таблице 1 можно интерпретировать так, что АБК в концентрации 10 ~4 М за 1 ч экспозиции увеличила водопроницаемость тонопласта без достоверного ее влияния на водопроницаемость десмотрубочек вакуолярного симпласта.

Таблица 1. Количественная обработка диффузионных затуханий (ДЗ), представленных на рисунке 6. - эффективный коэффициент самодиффузии, вычисленный по наклону начального участка ДЗ, а О - коэффициент самодиффузии, вычисленный по наклону конечного участка соответствующих ДЗ. Изменения обусловлены изменениями водопроницаемости

десмотрубочек вакуолярного симпласта, а изменения Б - изменениями водопроницаемости вакуолярной мембраны - тонопласта. ± - стандартные ошибки обработки экспериментальных кривых методом наименьших квадратов для пяти биологических повторносгей опытов.

Варианты опыта Б*ь • 10 м^/с Б • 10 ", м"7с

контроль 0,70 ±0,07 8,0 ±0,4

АБК, 4 ч 0,67 ± 0,05 8,7 ±0,8

АБК, 3 ч 0,66 ±0,08 8,5 ±0,7

АБК, 2 ч 0, 73 ± 0,06 12,2 ±0,6

АБК, 1 ч 0,72 ± 0,08 17,1 ± 1,9

Однако увеличение водопроницаемости тонопласта под влиянием высокой концентрации АБК (100 мкМ) имеет, по-видимому, временный характер, поскольку к третьему-четвертому часу эффект действия этого фитогормона на ДЗ исчезал (рис. 6).

Не исключено, что такой эффект высокой концентрации АБК как фитогормона стресса на диффузию воды через вакуолярный симпласт, связан с временным увеличением в стрессовых условиях транспорта воды через этот симпласт. При этом, по-видимому, работает один из механизмов обратной связи, устраняющий начальный эффект АБК.

Представлялось также интересным сравнить эффекты АБК и азида натрия на диффузионное затухание спинового эха в вакуолярном симпласте и изучить эффект их совместного влияния на ДЗ. Из результатов соответствующих опытов очевидна аддитивность влияния АБК и азида натрия на ДЗ эха от вакуолярного симпласта. По-видимому, эти два соединения влияют на разные структурные элементы этого симпласта (на тонопласт и на десмотрубочки). Из этих результатов можно, также, сделать заключение, что действие АБК на водопроницаемость тонопласта не является АТФ-зависимьм, поскольку присутствие азида натрия в смеси с АБК не повлияло на величину наклона конечного участка, характерного для действия одной АБК (см. рис. 7).

8,1 10'в(уд8)2 ^ , с / м2

Рис. 7. Влияние АБК (10"4 М, 1 ч), азида натрия (10"2 М, 30 мин), а также совместное влияние этих двух соединений на диффузионное затухание спинового эха от молекул вакуолярной воды в корнях проростков кукурузы (время наблюдения диффузии - 700 мс) в сравнении с диффузионным затуханием от молекул воды контрольного варианта. Во всех вариантах опытов рН = 4,5.

Однако, весьма важен и другой результат этих экспериментов: водопроницаемость десмотрубочек вакуолярного симпласта АТФ-зависима. Причем именно открытое состояние этого транспортного канала поддерживается энергетическим метаболизмом.

Если допустить, что обнаруженные нами эффекты АБК на водопроницаемость тонопласта связаны с аквапоринами этой мембраны, то речь скорее всего идет об АБК-индуцированных изменениях их функциональной активности, а не количественного состава аквапоринов. Это может быть справедливо как для механизма начального (1 ч) эффекта АБК, так и для механизма предполагаемой выше обратной связи, устраняющей начальную реакцию тонопласта на АБК. При этом, однако, нельзя исключать, что обнаруженные эффекты могут быть следствием АБК-индуцированных

изменений состояний ионных каналов в клетках корня, поскольку эти трансмембранные ферментные системы в активированном состоянии (открытом состоянии каналов) также могут выполнять функцию аквапоринов (Великанов, 1997).

Вероятно, в нашем случае работает один из механизмов влияния АБК на водопроницаемость тонопласта, не связанный с внутриклеточной концентрацией АТФ или слабо от нее зависящий. Возможно, что ионные каналы являются неплохими кандидатами на выполнение функции аквапоринов при увеличении водопроницаемости этой мембраны вызванной АБК.

Итак, обнаруженные нами эффекты наводят на мысль о том, что значительные концентрации эндогенной АБК могут бьггь необходимы для ч

активации большей пропускной способности вакуолярного симпласта как важного транспортного русла для воды в стрессовых условиях, а временный характер эффекта отражает адаптивную реакцию вакуолярного симпласта как элемента общего адаптационного синдрома растительного организма.

2.3. Изменение уровня гидратации акто-миозиновых белков, локализованных в цитоплазматическом канале плазмодесм, как возможный механизм регуляции водопроницаемости этого канала

Методом электронной микроскопии, скомбинированным с иммунохимией показано, что плазмодесмы - это микрокапилляры, у которых вдоль всего продольного сечения цитоплазматического канала располагаются белки цитоскелета, предположительно выполняющие сфинктерную функцию, то есть регулирующие просвет каналов плазмодесм и, следовательно, их

водопроницаемость (Гамалей, 1997). Известно также, что водопроницаемость капилляров существенно зависит от способности их стенок сорбировать молекулы воды (Дерягин, 1980). На основании того, что акто-миозиновые белки локализуются не только в области шейных сужений плазмодесм возникает сомнение в том, что эти белки выполняют в плазмодесмах лишь сфинктерную функцию. Наша рабочая гипотеза состоит в том, что изменения уровня гидратации, сопряженные с функциональной динамикой акто-миозиновых

белков внутри плазмодесм, могут непосредственно влиять на водопроницаемость цитоплазматического канала как микрокапиляра. Проверить эту гипотезу непосредственно для плазмодесм технически не представляется возможным. Поэтому мы провели опыты на зародышах пшеницы после 8-ми часового набухания. На этом объекте с невакуолизированными клетками исследовали ДЗ в коротовременном режиме (при 8 мс).

В ЯМР-экспериментах с импульсным градиентом величина (ygS)"1 представляет собой масштаб пространственного разрешения диффузии: в сигнал эха дают вклад, в основном, те молекулы, которые за время наблюдения продиффундировали на расстояние не превышающее величины такого масштаба. Максимальное значение пространственного масштаба в последней точке ДЗ в наших экспериментах с зародышами зерновок пшеницы (см. рис. 9 и 10) равно 0,4 мкм. Молекулы свободной воды, как это следует из уравнения Эйнштейна, за время диффузии 8 мс способны сместиться на 6 мкм и внести вклад только на начальном участке ДЗ. Поэтому конечная область ДЗ может быть обусловлена либо проявлением эффекта ограниченной диффузии, либо наличием фракции молекул воды с реально отличающимся от основной массы клеточной воды коэффициентом самодиффузии. Важный результат работы J.E. Tanner, Е.О. Stejskal (1968) состоит в том, что для системы, состоящей из двух компонент с населенностями ft и f2, каждая из которых подчиняется уравнению Эйнштейна с соответствующими коэффициентами само диффузии D) и D2, общее ДЗ представляет собой сумму двух экспонент и не зависит от того, какой из параметров g, 6 или td варьировался в эксперименте, в то время как для случая ограниченной диффузии вид ДЗ (в той же координате - (ygS)2^) будет существенно зависеть от того, какой параметр (g8) или td варьировался в эксперименте. Это обстоятельство в цитируемой работе предложено использовать в качестве критерия на наличие или отсутствие влияния ограниченной диффузии на параметры ДЗ в конкретном эксперименте. Мы попытались воспользоваться этим критерием.

На рис. 8 показано ДЗ, как функция Я(у§5), полученное для контрольного образца зародышей пшеницы (после их отделения от эндосперма и последующего часового пребывания в дистиллированной воде с небольшой добавкой этилового спирта, необходимого для растворения ингибиторов), путем варьирования амплитуды градиентных импульсов при постоянной их длительности и постоянном времени диффузии, равном 8 мс. На этом же рисунке, в той же координате - (у§5)2 ^ и для того же образца показано ДЗ, как функция Н(^), полученное путем варьирования времени диффузии ^ в диапазоне 8 - 19 мс при постоянном значении параметров градиентных импульсов (при (увб)"1, равном 0,7 мкм).

Результаты соответствующих вычислений для контрольного варианта показаны в таблице 2, где БЭф вычислен из 11^5), а В - из ЯОа). Факт равенства и Б ОД вычисленных в одном и том же диапазоне на шкале означает, что соответствующие участки ДЗ - функции единственного аргумента (т^б)2^ для всех комбинаций g, 5 и ^ в рассматриваемом диапазоне. Другими словами, нельзя исключать что конечный участок ДЗ исследуемого объекта может быть связан с наличием в последнем фракции молекул воды с реально отличным от основной массы клеточной воды коэффициентом самодиффузии.

Обсуждая полученный результат, следует отметить, что в работах Р.Т. СаПа^ап е1 а1. (1998) и МЛ. Ниг1ипапп е1 а1. (1995), было показано, что ансамбль молекул однофазной системы в пористой среде при коротковременном режиме регистрации диффузии формально описывается в терминах двухфазной системы: одна фаза - свободные молекулы (£)/ и - их КСД и населенность), а вторая ф2 и Рь соответственно) - молекулы диффузата, испытывающие влияние стенок; для двухфазной системы в пористой среде при коротковременном режиме будет выполняться соотношение £>ср=р/£/+/>^, где Р1+ р2~1• По техническим причинам мы не можем продемонстрировать, что всё ДЗ, а не только его "медленная" компонента (рис.8), является функцией единого аргумента. Поэтому полученный нами

экспериментальный результат, хотя он и является необходимым для целей настоящего исследования, не может быть достаточным условием истинного существования второй, менее подвижной фракции молекул клеточной воды на изучаемом объекте.

■ R(fl')

О 200 400 ООО «00 1000 1200

2,9 10 '(ySg)21,, s/m2

Рис. 8. Независимость конечного участка диффузионного затухания протонного эха в зародышах зерновок пшеницы от того, какой параметр варьировался в эксперименте: амплитуда градиента магнитного поля при постоянном времени наблюдения диффузии - черные квадраты или время наблюдения диффузии при постоянной амплитуде градиента (при пространственном разрешении 0,7 мкм) -светлые треугольники.

Более информативными, в интересующем нас аспекте, оказались опыты с ингибитором полимеризации актина - цитохалазином В (20 мкМ, 1ч) и ингибитором АТФ-азной активности макромолекул миозина - 2,3-бутандионмоноксимом (БДМ) (10 мМ, 1ч). Оба использованных ингибитора оказали влияние на диффузионные затухания эха в зародышах пшеницы. Результаты опытов ( время диффузии 8 мс), в сравнении с соответствующими контролями, представлены на рисунках 9 и 10. Во всех опытах ДЗ являются неэкспоненциальными. Кроме того, их начальные и конечные участки мало отличаются от прямых линий, т.е. на этих участках можно вычислить КСД, а для конечного участка легко определить населенность соответствующей

фракции молекул воды, как значение ординаты в точке пересечения наклона конечного участка ДЗ с осью ординат (см. рис. 9).

2,9 10'(Т88)Ч -с/м2

Рис. 9. Влияние цитохалазина В (20 мкМ, 1 ч.) на диффузионное затухание (ДЗ) протонного эха в зародышах зерновок пшеницы. 1 - контроль, 2 - опыт. Тангенс угла наклона показанной прямой линии определяет коэффициент самодиффузии фракции молекул клеточной воды, дающих вклад в ДЗ на конечном участке с пространственным разрешением в диапазоне 0,7-0,4 мкм. Проведенная линия пересекается с осью ординат в точке, равной относительной населенности этой фракции. И. - относительная амплитуда эха при включенном и выключенном градиенте. Время наблюдения диффузии равно 8 мс.

Есть мнение, что механизм влияния цитохалазина В на цитоскелет связан с уменьшением полимеризации актина и с разборкой микрофиламентов, а применение БДМ приводит к блокированию сайтов связывания АТФ, необходимой для сборки акто-миозиновых микрофиламентов, в молекулах миозина, и к смещению равновесия в постоянно идущих процессах сборки-разборки микрофиламентов в сторону разборки последних (Васильев, 1996). Исходя из этого, можно ожидать, что эффекты цитохалазина В и БДМ на изменение уровня гидратации цитоскелета окажутся качественно похожими. Результаты наших опытов согласуются с этим предположением (см. рис. 9 и рис. 10).

Исходя из того, что под действием цитохалазина В и БДМ происходит деполимеризация микрофиламентов, факт увеличения населенности такой фракции воды с уменьшенной подвижностью целесообразно связывать с

увеличением степени внутриклеточной гидратации в результате воздействия цитохалазина и Б ДМ.

Рис. 10. Влияние 2,3-бутандионмоноксима (ЮмМ, 1 ч.) на диффузионное затухание протонного эха в зародышах зерновок пшеницы. 1 - контроль, 2 -опыт.

Количественные изменения населенностей, а также эффективных и средних КСД, вычисленных для конечных и начальных участков ДЗ, представленных на рисунках 9 и 10, показаны в таблице 2.

Таблица 2. Количественная обработка диффузионных затуханий, представленных на рисунках 9 и 10. Бэф - коэффициент самодиффузии, вычисленный по конечному экспоненциальному участку соответствующих диффузионных затуханий, а Бср - по начальному участку. О - коэффициент самодиффузии, вычисленный из Я(^) на рис. 8. Пояснения - в тексте. Значения коэффициентов самодиффузии увеличены в 1010 раз.

± - стандартные ошибки обработки экспериментальных кривых методом наименьших квадратов для четырех биологических повторностей опытов.

Воздействие Населенность, % Оэ(Ь(й§),м2/с Вср, м2/с О и1!с

ВДМ 8,5 ± 0,1 1,56 ± 0,04 12,8 ± 0,15

контроль 5,1 ± 0,2 1,53 ± 0,08 12,9 ± 0,15

Цитохалазин 9,0 ± 0,2 1,55 ± 0,09 13,0 ± 0,1

контроль 5,0 ± 0,2 1,57+ 0,08 13,1 ± 0,1 1,59+ 0,15

Основываясь на полученных результатах можно прийти к заключению, что в нашем объекте исследований под влиянием агентов, деполимеризующих элементы цитоскелета или ингибирующих их АТФ-азную активность, произошла модификация населенностей конечного участка ДЗ, которую можно объяснить изменениями в уровне гидратации цитоскелета.

Фундаментальное значение полученного результата состоит в том, что влияние функциональной динамики элементов цитоскелета, локализованных в плазмодесмах, на водопроницаемость их цитоплазматического канала может осуществляться, по меньшей мере, двумя способами: во-первых, через реализацию механической функции акто-миозиновых белков; во-вторых, расположенные вдоль всего цитоплазматического канала акто-миозиновые белки с большой гидрофильной поверхностью при их высокой динамичности и способности к сборке-разборке могут эффективно влиять на водопроницаемость этого канала через изменение степени собственной гидратации, поскольку этот канал можно рассматривать как микрокапиляр, водопроницаемость которого в свете известных работ Б.В. Дерягина (1980) зависит от способности его внутренней поверхности взаимодействовать с молекулами воды (гидратироваться).

ВЫВОДЫ

1. При изучении особенностей ограниченной самодиффузии молекул воды вакуолярных компартментов клеток корня в нормальных условиях и в условиях применения ингибитора энергетического метаболизма азида натрия получены новые экспериментальные доказательства существования вакуолярного симпласта как межклеточного континуума.

2. Разработан методический подход для контроля водопроницаемости структурных элементов вакуолярного симпласта (десмотрубочек и тонопласта) методом ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля.

3. При изучении влияния экзогенной АБК и ингибитора энергетического метаболизма азида натрия на водопроницаемость вакуолярного симпласта обнаружена аддитивность действия этих двух агентов.

4. Показано, что АБК влияет на водопроницаемость вакуолярного симпласта только путем временного увеличения водопроницаемости его мембраны - тонопласта и не затрагивает водопроницаемость десмотрубочек, в то время как под влиянием азида натрия изчезла межвакуолярная диффузионная связь по десмотрубочкам, которая контролируется АТФ-зависимым процессом.

5. Обнаружено, что действие АБК на водопроницаемость тонопласта осуществляется напрямую, без затрат АТФ, предполагается важная роль аквапоринов и/или ионных каналов тонопласта в эффекте АБК на водопроницаемость этой мембраны.

6. Установлено, что под действием ингибиторов акто-миозиновых элементов цитоскелета происходят изменения в уровне гидратации последнего, на основании чего выдвинута гипотеза, что акто-миозиновые белки цитоскелета, расположенные вдоль всего цитоплазматического канала плазмодесм, могут влиять на водопроницаемость этого канала за счет изменения уровня собственной гидратации.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Великанов, Г.А. Внутриклеточная вода и цитоскелет / Г.А. Великанов, Е.М. Гапоненко (Е.М. Филянина), О.В. Волобуева // Проблемы физиологии растений Севера: Тез. докл. / Петроз. гос. ун-т. -Петрозаводск, 2004. - С. 35.

2. Великанов, Г.А. О механизме влияния цитоскелета на водопроницаемость плазмодесм и мембранных аквапоринов / Г.А. Великанов, Л.П. Белова, Е.М. Гапоненко (Е.М. Филянина) // Проблемы

физиологии растений Севера: Петрозаводск, 2004. - С. 34.

3. Адаптивная реакция водообмен действие абсцизовой кислоты / Белова, Е.М. Гапоненко (ЕМ. Ф 2004. - С. 36.

4. Великанов, Г.А. Влияние ь, плазмодесм / Г.А. Великанов, О.В. Волобуева, Е.М. Гапоненко (Е.М. Филянина) // Ш съезд биофизиков России. Тез. докл. / Ворон, гос. ун-т. -Воронеж, 2004. - С. 193-194.

5. Волобуева, О.В. Трансклеточный водообмен в корнях растений при осмотическом стрессе / О.В. Волобуева, Г.А. Великанов, Е.М. Гапоненко (Е.М. Филянина) // 1П съезд биофизиков России Тез. докл. / Ворон, гос. ун-т. - Воронеж, 2004. - С. 335-336.

6. Вакуолярный симпласт - регулируемое русло для водообмена у растений / Г.А. Великанов, О.В. Волобуева, Л,П. Белова, Е.М. Гапоненко (Е.М. Филянина) // физиология растений. - 2005. - Т. 52, № 3. - С. 372-377.

7. Великанов, Г.А. Диффузионное затухание протонного эха и контроль изменений уровня гидратации цитоскелета / Г.А. Великанов, Л.П. Белова, Е.М. Гапоненко (Е.М. Филянина) // Цитология. - 2005. - Т. 47, № 8. - С. 698-703.

¥20 о 1 1

РНБ Русский фонд

2006^4 29133

11)

Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 1/16, оф.207

Теп: 272-74-59, 541-76-41,541-76-51. Лицензия ПД№7-0215 от 01.11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 24.11.2005 г. Усл. пл 1,5. Заказ М К-3739. Тираж 100 экз. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Печать - ризография.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Филянина, Елена Михайловна

Введение.

Глава 1. Современные представления о плазмодесмах и аквапоринах как структурных элементах растительной ткани, обеспечивающих регуляцию трансклеточного водообмена.

1.1. Структура, функции и биогенез плазмодесм.

• 1.1.1. Плазмодесмы - межклеточные «мостики».

1.1.2. Биогенез плазмодесм.

1.1.3. Регуляция пропускающего размера (SEL) плазмодесм.

1.1.4. Регуляция симпластной проницаемости ионами II группы.

1.1.5. Внутренний сфинктер плазмодесм.

1.1.6. Внешний сфинктер плазмодесм.

1.1.7. Роль плазмодесм в межклеточном транспорте воды.

1.2. Строение, систематика и особенности регуляции аквапоринов.

1.2.1. Общие представления об аквапоринах.

1.2.2. Строение аквапоринов.•.

1.2.3. Многообразие аквапоринов.

1.2.4. Регуляция работы аквапоринов.

Постановка цели и задач диссертации.

Глава 2. Физические аспекты самодиффузии молекул в пористых средах.

2.1. Метод ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля в исследовании самодиффузии.

2.2. Простейшие примеры ограниченной диффузии.

2.3. Зависимость эффективного коэффициента самодиффузии в пористых системах от времени диффузии.:.

2.3.1. Режим малых времен диффузии.

2.3.2. Режим промежуточных времен диффузии.

2.3.3. Длинновременной режим диффузии.

Глава 3. Новые аргументы в пользу существования вакуолярного симпласта.

Глава 4. Регуляция водопроницаемости вакуолярного симпласта.

Глава 5. Изменение уровня гидратации акто-миозиновых белков, локализованных в цитоплазматическом канале плазмодесм, как возможный механизм регуляции водопроницаемости этого канала.

Выводы.:.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изучение механизмов регуляции водопроницаемости плазмодесм и тонопласта импульсным методом ЯМР"

Актуальность проблемы. На современном этапе исследований [13, 14, 15] возникли новые представления о структурно-функциональной организации транспортной системы высших растений. В частности, предполагается существование в растительной ткани не только цитоплазматического симпласта, но и другого надклеточного континуума, образованного эндоплазматическими пространствами (вакуолями) соседних клеток с помощью десмотрубочек (второго транспортного канала в плазмодесмах). В настоящей работе такой надклеточный континуум будем называть вакуолярным симпластом.

Предполагается, что водопроницаемость вакуолярного симпласта контролируется как водопроницаемостью десмотрубочек, способных изменять свой просвет или совершать переходы из открытого в закрытое состояние и обратно за счет локализованного в плазмодесмах акто-миозинового сфинктера [13], так и водопроницаемостью вакуолярной мембраны (тонопласта), которая также способна к регуляции, поскольку связана со специфическими белками аквапоринами [232].

Поток воды по тканям растения может идти двумя путями: внеклеточному (апопластному) и трансклеточному. Оказалось, что эти два пути взаимодействуют между собой: при уменьшении водного потока по апопластному пути может увеличиваться водопроницаемость трансклеточного. В механизме соответствующих переключений существенная роль может принадлежать'фитогормону стресса - абсцизовой кислоте (АБК) [176]. Роль плазмодесм и тонопласта в регуляции трансклеточного водообмена, при этом, остается не раскрытой. Это обстоятельство и определило цель и задачи данной работы.

Научная новизна работы. При изучении особенностей ограниченной диффузии молекул воды в тканях корня, были получены новые аргументы в пользу существования вакуолярного симпласта. Разработан методический подход к изучению водопроницаемости этого симпласта методом спинового эха ЯМР (на протонах) с импульсным градиентом магнитного поля (метод ЯМР ИГМП). Установлено, что АБК оказывает влияние на водопроницаемость вакуолярного симпласта только путем временного увеличения водопроницаемости его мембраны - тонопласта - и не затрагивает водопроницаемость десмотрубочек. Показано, что водопроницаемость десмотрубочек вакуолярного симпласта АТФ-зависима. Выдвинута гипотеза о том, что акто-миозиновые белки локализованные внутри цитоплазматического канала плазмодесм, могут регулировать его водопроницаемость за счет изменения уровня собственной гидратации.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты подтверждают гипотезу о существовании в растительной ткани не только цитоплазматического, но и вакуолярного симпласта, водопроницаемость которого контролируется как водопроницаемостью десмотрубочек, так и водопроницаемостью тонопласта.

Разработан новый методический подход к изучению механизмов регуляции трансклеточного пути водообмена в растениях методом ЯМР ИГМП. Материалы диссертации могут быть рекомендованы для включения в лекционные курсы по физиологии растений и биофизике транспортных процессов в растениях.

Работа выполнена в лаборатории биофизики транспортных процессов Казанского института биохимии и биофизики КазНЦ РАН.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Филянина, Елена Михайловна

ВЫВОДЫ

При изучении особенностей ограниченной самодиффузии молекул воды вакуолярных компартментов клеток корня в нормальных условиях и в условиях применения ингибитора энергетического метаболизма азида натрия получены новые экспериментальные доказательства существования вакуолярного симпласта как межклеточного континуума.

Разработан методический подход для контроля водопроницаемости структурных элементов вакуолярного симпласта (десмотрубочек и тонопласта) методом ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля.

При изучении влияния экзогенной АБК и ингибитора энергетического метаболизма азида натрия на водопроницаемость вакуолярного симпласта обнаружена аддитивность действия этих двух агентов.

Показано, что АБК влияет на водопроницаемость вакуолярного симпласта только путем временного увеличения водопроницаемости его мембраны — тонопласта и не затрагивает водопроницаемость десмотрубочек, в то время как под влиянием азида натрия изчезла межвакуолярная диффузионная связь по десмотрубочкам, которая контролируется АТФ-зависимым процессом.

Обнаружено, что действие АБК на водопроницаемость тонопласта осуществляется напрямую, без затрат АТФ, предполагается важная роль аквапоринов и/или ионных каналов тонопласта в эффекте АБК на водопроницаемость этой мембраны.

Установлено, что под действием ингибиторов акто-миозиновых элементов цитоскелета происходят изменения в уровне гидратации последнего, на основании чего выдвинута гипотеза, что акто-миозиновые белки цитоскелета, расположенные вдоль всего цитоплазматического канала плазмодесм, могут влиять на водопроницаемость этого канала за счет изменения уровня собственной гидратации.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Филянина, Елена Михайловна, Казань

1. Анисимов, А.В. Транспорт воды в растениях. Исследование импульсным методом ЯМР / А.В.Анисимов, С.Раткович.// М.: Наука. 1992. - 144 с.

2. Васильев, А.Е. Сравнительная структурно-функциональная характеристика цитоскелета животных и высших растений / А.Е. Васильев // Журнал общей биологии. 1996. - Т.57. -№ 3. - С.293-325.

3. Васина, Е.Н. Самодиффузия в регулярных пористых системах (Метод ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля) / Е.Н.Васина,

4. B.Д.Скирда, В.И.Волков // Учебное пособие для студентов физического факультета. Казань: Изд-во Казанского университета. 2001. - 50 с.

5. Вахмистров, Д.Б. Тимирязевские чтения XLIX. Пространственная организация ионного транспорта в корне / Д.Б. Вахмистров // М.: Наука. -1991.-49 с.

6. Вашман, А.А. Ядерная магнитная релаксация и ее применение в химической физике / А.А. Вашман, И.С. Пронин // М.: Наука. 1979. -236с.

7. Вакуолярный симпласт регулируемое русло для водообмена у растений / Г.А.Великанов, О.В.Волобуева, Л.П.Белова, Е.М.Гапоненко // Физиология растений. - 2005. - Т. 52. - С. 372-377. .

8. Великанов, Г.А. Водообмен и системы переноса ионов у клеток в высших растениях // Автореф. дис. . докт. биол. наук: (03.00.02) / Г.А.Великанов // Ин-т биол. клетки РАН. Изд-во Каз. ун-та, 1997. - 34с.

9. Великанов, Г.А. Изучение водопроницаемости транспортных каналов плазмодесм по данным импульсного метода ЯМР / Г.А.Великанов, О.В.Волобуева, Л.П.Хохлова // Физиология растений. 2001. - Т. 48.1. C.375-383.

10. Великанов, Г.А. Неэкспоненциальное диффузионное затухание спинового эха от протонов воды в корне пшеницы / Г.А.Великанов, О.В.Волобуева,

11. О.А.Опанасюк // Известия АН. Серия биологическая. 2002. - № 2. - С. 165-171.

12. Великанов, Г. А. Самодиффузия воды внутри вакуолярного и цитоплазматического симпластов / Г.А. Великанов, О.В. Волобуева, Л.П. Хохлова // Доклады Российской Академии наук -. 1999. Т.368, - №3. -С.420-422.

13. Волков, В.Я. Исследование трансляционных движений молекул жидкостей в пористых средах импульсным методом ЯМР // Дисс. кандидата физ.-мат. наук / В.Я. Волков // КГУ. - Каз. типогр., 1976.

14. Волобуева, О.В. Особенности регуляции межклеточного водообмена в разных зонах корня кукурузы в условиях осмотического и гормонального стрессов / О.В.Волобуева, Г.А.Великанов, Ф.Балушка // Физиология растений. 2004. - Т. 51. - С. 751-758.

15. Гамалей, Ю.В. Надклеточная организация растений / Ю.В. Гамалей // Физиология растений. 1997. - Т.44. - С.819-846.

16. Гамалей, Ю.В. Транспортная система сосудистых растений / Ю.В. Гамалей // СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та. 2004. - 424 с.

17. Гамалей, Ю.В. Фотосинтез и экспорт фотосинтантов. Развитие транспортной системы и донорно-акцепотрных отношений / Ю.В. Гамалей // Физиология растений. 1998. - Т.45. - С.614-631.

18. Гусев, Н.А. Состояние воды в растении / Н.А. Гусев // Москва: Наука. -1974.- 134с.

19. Дерягин, Б.В. Некоторые применения идей Гиббса в статистической термодинамике поверхностных явлений / Б.В. Дерягин // В кн.: Современная теория капиллярности. JL: Химия. - 1980. - С.86-99.

20. Жуковский, П.М. Ботаника / П.М. Жуковский // 5-е изд. испр. и доп. М.:1. Колос. 1982.-380 с.

21. Природный ингибитор роста абсцизовая кислота / В.И. Кефели, Э.М. Коф, П.В. Власов, Е.Н. Кислин // М.: Наука. - 1989. - 484 с.

22. Корзун, A.M. Ионная проницаемость-мембраны изолированной вакуоли Beta vulgaris L. / А.М.Корзун, Р.К.Саляев // Доклады АН СССР. 1984. - Т. 277.-С. 1020-1024.

23. Маклаков, А.И. Самодиффузия в растворах и расплавах полимеров /

24. A.И.Маклаков, В.Д.Скирда, Н.Ф.Фаткуллин // Казань: Изд. Казанского университета. 1987. - 224 с.

25. Романовский, Ю.М. Что такое математическая биофизика (Кинетические модели в биофизике) / Ю.М.Романовский, Н.В.Степанова, Д.С.Чернавский //М.: Просвещение. -1971,- 136 с.

26. Сликтер, Ч. Основы теории магнитного резонанса // Пер. с англ.; под ред. Г.В. Скроцкого. М.: Мир. - 1981. - 448с.

27. Фаррар, Т. Импульсная и Фурье-спектроскопия ЯМР / Т. Фаррар, Э. Беккер // Пер. с англ.; под ред. Э.П. Федина. М.: Мир. - 1973. - 164с.

28. Макрокинетика процессов в пористых средах / Ю.А.Чизмаджев,

29. B.С.Маркин, М.Р.Тарасевич, Ю.Г.Чирков // М.: Наука. 1971. - 363 с.

30. Шапигузов, А.Ю. Аквапорины: строение, систематика и особенности регуляции / А.Ю. Шапигузов // Физиология растений. Т.51. - №1.1. C.142-152.

31. Aquaporins CHIP: the archetypal molecular water channel / P.Agre, G.Preston, B.Smith et al. // Am. J. Physiol. 1993. - V.265. - P.F463-F476.

32. Agre, P. Molecular physiology of water transport: Aquaporine nomenclature workshop. Mammalian aquaporins/ P. Agree // Biol. Cell. 1997. - V.89. -P.255-257.

33. Cloned human aquaporin-I is a cyclic GMP-gated ion channel / T.Anthony, H.Brooks, D.Boassa et al. // Mol. Pharmacol. 2000. - V.57. - P. 576-588.

34. Pulsed-field-gradient NMR analogue of the single-slit diffraction pattern // M. Appel, G. Fleischer, D. Geschke et al. // J. Magn. Reson. A. 1996. - V.122. -P.248-250.

35. Asada, T. Molecular motors in higher plants / T. Asada, D. Collings // Trends Plant Science. 1997. - V.2. - P.29-37.

36. Plant aquaporins / I.Baiges, A.Schaffner, M.Affenzeller, A.Mas // Physiol. Plant. 2002. - V.l 15. - P. 175-182.

37. Phloem sap proteins from Cucurbita maxima and Ricinus communis have the capacity to traffic cell-to-cell through plasmodesmata / S. Balachandran, Y. Xiang, C. Schobert et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. - V.94. -P.14150-14155.

38. Plant calreticulin is specifically and efficiently phosphorylated by protein kinase CK2 / B. Baldan, L. Navazio, A. Friso et al. // Biochem. Biophys. Rec. Commun. 1996. - V.221. - P.498-502.

39. Baluska, F. A polarity crossroad in the transition growth zone of maize root apices: cytoskeletal and developmental implications / F.Baluska, D.Volkmann, P.Barlov // J.Plant Growth Regul. 2001. - V.20. - P. 170-181.

40. Baluska, F. Actin and myosin VIII in developing root cells / F. Baluska, P.W. Barlow, D. Volkmann // Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands. 2000b. - P.457-476.

41. Baluska, F. Actin-based domains of the "cell periphery complex" and their associations with polarized "cell bodies" in higer plants / F. Baluska, D. Volkmann, P.W. Barlow // Plant Biol. 2000a. - V.2. - P.253-267.

42. Maize calreticulin lacalizes preferentially to plasmodesmata in root apex / F. Baluska, J. Samaj, R. Napier, D. Volkmann // Plant J. 1999. - V.19, - №4. -P.481-488.

43. Rearrandements of F-actin arrays in growing cells of intact maize root apex tissues: a major developmental switch occurs in the postmitotic transition region / F.Baluska, S.Vitha, P.W.Barlow, D.Volkmann // Eur, J. Cell Biol. -1997.-V. 72.- P. 113-121.

44. Sink plasmodesmata as gateways for phloem unloading. Myosin VIII and calreticulin as molecular determinants of sink strenght / F. Baluska, F. Curkova, J. Kendrick-Jones, D.Volkmann // Plant Physiol. 2001. - V.126. - P.39-46.

45. Dynamic continuity of cytoplasmic and membrane compartments between plant cells / O. Baron-Epel, D. Hernandez, L.-W. Jiang et al. // J. Cell Biol. 1988. -V.106.-P.715-721.

46. Barrowclough, D. Radial hydraulic conductivity along developing onion roots / D.Barrowclough, C.Peterson, E.Steudle // J. Exp. Bot. 2000. - V. 51. - P. 547557.

47. Belister, N.V. Ca -binding sites and Ca -ATPase activity in barley root tip cells /N.V. Belister, G.V. Zaalishvili, N.P. Sytnianskaja// Protoplasma. 1982. - V.111.-P.63-78.

48. Analysis of the pore of the unusual major intrinsic protein channel, yeast Fpslp / R.Bill, K.Hedfalk, S.Karlgren et al. // J. Biol. Chem. 2001. - V.276. - P. 36543-36549.

49. Boassa, D. A fascinating tail: cGMP activation of aquaporin-1 ion channels / D.Boassa, A.Yool // Trends Pharmacol. Sci. 2002. - V.23. - P. 558-562.

50. Virus mediated delivery of the green fluorescent protein to the endoplasmic reticulum of plant cells / P. Boevink, S. Santa Cruz, C. Hawes et al. // Plant J. -1996.-V.10.-P.935-941.

51. Calreticulin expression in plant cells: developmental regulation, tissue specificity and intracellular distribution / N. Borisjuk, L. Sitailo, K. Adler et al. // Planta. 1998. - V.206. - P.504-514.

52. Braun, M. Immunolocalization of myosin in rhizodids of Chara globularis Thuill / M. Braun // Protoplasma. 1996. - V. 191. - P. 1-8.Щ

53. Burgess, J. Observation on structure and diffentiation in plasmodesmata / J. Burgess // Protoplasma. 1971. - V.73. - P.83-95.

54. Diffusion in porouse systems and the influence of pore morphology in pulsed gradient spin-echo nuclear magnetic resonance studies / P.T. Callaghan, A. Coy, T.P.J. Halpin et al. // J. Chem. Phys. 1992. - V.97. - P.651.

55. Callaghan, P.T. Generalised calculation of NMR imaging edge effects arising from restricted diffusion in porous media / P.T.Callaghan, S.L.Codd // Magn. Reson. Imaging. 1998. - V. 16. - P. 471-477.

56. Callaghan, P.T. Generalized analysis of motion using magnetic field gradients / P.T. Callaghan, J. Stepishnik // in «Advences in magnetic and optical resonans» ( W.S. Warren, Ed.). Academic Press, San Diego. - 1996. - Vol.19. - P.326-389.

57. Callaghan, P.T. High magnetic field PGSE NMR in the presence of a large polarizing field // P.T. Callaghan, M.E. Komlosh, M. Nyden // J. Magn. Reson. 1998. - V.133. -P.177-182.4 I

58. Camacho, P., L. Calreticulin inhibits repetitive intracellular Ca waves / P. Camacho, J.D. Lechleiter// Cell. 1995. - V.82. - P.765-771.

59. Cantrill, L.C. Changes in symplastic permeability during adventitious shoot regeneration in tobasso thin cell layers / L.C.Cantrill, R.L.Overall,

60. P.B.Goodwin // Planta. 2001. - V. 211. - P. 188-194.

61. Carr, D.J. Plasmodesmata in growth and development / In: Intercellular communications in plants: studies on plasmodesmata. B.E.S. Gunning, A.W. Robards, Eds // Springer, Berlin Heilderberg New York. 1976a. - P.243-289.

62. Carvajal, M. Responses of wheat plants to nutrition deprivation may involve the regulation of water-channel function // M.Carvajal, D.Cooke, D.Clarkson // Planta. 1996. - V. 199. - P. 372-381.

63. Intercellular calcium signaling via gap junctions in glioma cells / A.C. Charles, C.C.G. Naus, D. Zhu et al. //J. Cell Biol. 1992. - V.l 18. - P.195-201.

64. Plasma membrane intrinsic proteins from maize cluster in two sequence subgroups with differential aquaporin activity / F.Chaumont, F.Barrieu, R.Jung,

65. M.Chrispeels // Plant Physiol. 2000. - V. 122. - P. 1025-1034.

66. Interaction between the tobacco mosaic virus movement protein and host cell pectin methylesterases is required for viral cell-to-cell movement / M.H. Chen, J. Sheng, G. Hind et al. // EMBO J. 2000. - V.19. - P.913-920.

67. Heterotrimeric G-protein and signal transduction in the nematode-trapping fungus Arthrobotrys dactyloides / T.Chen, C.Hsu, P.Tsai et al. // Planta. 2001. -V. 212.-P. 858-863.

68. Chrispeels, M. Proteins for transport of water and mineral nutrients across the membranes of plant cells / M.Chrispeels, N.Crawford, J.Schroeder // Plant Cell. 1999. - V.11.-P.661-676.

69. Intercellular diffusion of Ca in cultured human corporal smooth muscle cells / G.J. Christ, A.P. Moreno, A. Melman, D.C. Spray // Am. J. Physiol. 1992. -V.263. - P.373-383.

70. Phosphorylation of tobacco mosaic virus cell-to-cell movement protein kinase / V. Citovsky, B.G. McLean, J.R. Zupan, P. Zambryski // Genes Dev. 1993. -V.7. - P.904-910.

71. Root hydraulic conductance: Diurnal aquaporin expression and the effects of nutrient stress / D.Clarkson, M.Carvajal, T.Henzler et al. // J. Exp. Bot. 2000. -V. 51.-P. 61-70.

72. Clarkson, D.T. The mineral nutrition of higher plants / D.T. Clarkson, J.B. Hanson // Annu. Rev. Plant Physiol. 1980. - V.31. - P.239-298.

73. Cleland, R.E. Plasmodesmata-mediated cell-to-cell transport in wheat roots in modulated by anaerobic stress / R.E.Cleland, T.Fujiwara, W.J.Lucas // Protoplasma. 1994. - V. 178. - P. 81-85.

74. Transport of volatile solutes through AQP1 / G.Cooper, Y.Zhou, P.Bouyer, I.Grichtchenko // J. Physiol. 2002. - V.542. - P. 17-29.

75. Conservation within the motor domain: implications for structure and function / M.J.T.V. Cope, J. Whisstock, I. Rayment, J. Kendrick-Jones // Structure.1996. V.4. - P.969-987.

76. Calreticulin is essential for integrin-mediated calcium signalling and cell adhesion / M.G. Coppolino, M.J. Woodside, N. Demaurex et al. // Nature.1997.-V.386.-P.843-847.

77. Inducible interaction of Integrin alpha 2 beta 1 with calreticulin. Dependence on the activation state of the integrin / M.G. Coppolino, C. Leung-Hagesteijn, S. Dedhar, J. Wilkins//J. Biol. Chem. 1995. - V.270. - P.23132- 23138.

78. Cote, G.G. Biochemistry of phosphoinositides / G.G. Cote, R.C. Crain // Ann.Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1993. - V.44. - P.333-356.

79. Coy, A. Pulsed gradient spin echo nuclear magnetic resonance for molecules diffusing between partially refrecting rectangular barriers / A.Coy, P.T. Callaghan // J. Chem. Phys. 1994. - V.101. - P.4599-4609.

80. Crawford, K.M. Subcellular localization determines the availability of non-targetes proteins to plasmodesmatal transport / K.M. Crawford, P.C. Zambryski // Curr. Biol. 2000. - V.10. - P. 1032-1040.

81. Characterization of a new vacuolar membrane aquaporin sensitive to mercury at a unique site / M.Daniels, F.Chaumont, T.Mirkov, M.Chrispeels // Plant Cell. -1996. V.8. - P.587-599.

82. Dedhar, S. Novel function for calreticulin: interaction with integrins and modulation of gene expression / S. Dedhar // Trends Biochem. Sci. 1994. -V.19. - P.269-271.

83. The tobacco homolog of mammalian calreticulin is present in protein complex in vivo / J. Denecke, L.E.Carlsson, S.Vidal et al. // Plant Cell.- 1998. V.7.-P.391-406.

84. Identification, purification and partial characterization of a novel Mr 28.000 integral membrane protein from erythrocytes and renal tubules / B.Denker, B.Smith, F.Kuhajda, P.Agre // J. Biol. Chem. 1988. - V.263. - P.15634-15642.

85. Derrick, P.M. Increase in plasmodesmatal permeability during cell-to-spread of tobacco rattle virus from individually inoculated cells / P.M. Derrick, H. Barker, K.J. Oparka // Plant Cell. 1992. - V.4. - P. 1405-1412.

86. Ding, B. Intercellular protein trafficking through plasmodesmata / B. Ding // Plant Mol. Biol. 1998. - V.38. - P.279-310.

87. Correlation between arrested secondary plasmodesmal development and the onset of accelerated senescence in yeast acid invertase transgenic tobacco / B. Ding, J.S. Haudenshield, L. Willmitzer, W.J. Lucas // Plant Journal. 1993. -V.4. - P.179-189.

88. Ding, B. Evidence that actin filaments are involved in controlling the permeability of plasmodesmata in tobacco mesophyll / B. Ding, M.O. Know, L. Warnberg // Plant J. 1996. - V.10. - P. 157-164.

89. Ding, B. Secondary plasmodesmata: biogenesis, special functions and evolutions / B. Ding, W.J. Lucas // In : Smallwood M, Knox J.P., Bowles D.J., Eds, Membranes: specialized functions in plants. Oxford: BIOS Scientific Publishers. 1996. - P.489-506.

90. A novel function for a uniquitous plant enzyme pectin methylesterase: the host-cell receptor for the tobacco mosaic virus movement protein / Y.L. Dorokhov, K. Makinen, O.Y. Frolova et al. // FEBS Lett. 1999. - V.461. - P.223-228.

91. Drake, G. Plasmolysis, plasmodesmata, and the electrical coupling of oat coleoptile cells / G. Drake, D.J. Carr, W.P. Anderson // J. Exp. Bot. 1978. -V.29. - P.1205-1214.

92. Identification of calreticulin-like protein as one of the phosphoproteins modulated in response to oligogalacturonides in tobacco cells / M.-J. Droillard, J.Guclu, J.-P. Le Caer et al. // Planta. 1997. - V.202. - P.341-348.

93. Dye-coupling in the root epidermis of Arabidopsis is progressively reduced during development / C.M.Duckett, K.J.Oparka, D.A.M.Prior et al. // Development. 1994. - V.120. - P.3247-3255.к

94. Dusschoten, D. van. Extraction diffusion constants from echo-time dependent PFG NMR data using relaxation-time information / D. van Dusschoten, P.A. de Jager, H. van As // J. of Magnetic Resonance. 1995. - Series A 116. - P. 22-28.

95. Echevarria, M. Aquaporins / M.Echevarria, A.Hundain // J. Physiol. Biochem. -1998.-V. 54.-P. 107-118.

96. Ehlers, K. Formation of branched plasmodesmata in regenerating Solanum nigrum protoplasts / K.Ehlers, R.Kollmann I I Planta. 1996. - V.199. - P. 126138.

97. Ehlers, K. Subcellular localization of ubiquitin in plant protoplasts and the function of ubiquitin of selective degradation of outer-wall plasmodesmata in regenerating protoplast / K. Ehlers, M. Schulz, R. Kollmann // Planta. 1996. -V.199.-P.139-151.

98. Erwee, M.G. Characterization of the Egeria densa symplast. Inhibition of the intercellular movement of fluorescent probes by group II ions / M.G.Erwee, P.B.Goodwin//Planta. 1983. - V.158. - P.320-328.

99. Structural analysis of cloned plasma membrane proteins by freeze-fracture electron microscopy / S.Eskandari, E.Wright, M.Kreman et al. // Proc. Nail. Acad. Sci. USA. 1998. - V. 95. - P. 11235-11240.

100. Glucose transporters serve as water channels / J.Fischbarg, K.Kuang, J.Vera et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. - V.87. - P.3244-3247.

101. Fisher, D.B. Post-phloem transport principles and problems / D.B.Fisher, K.J.Oparka // J. Exp. Bot. 1996. - V.47. - P. 1141-1154.

102. Structure of a glycerol-conducting channel and the basis for its selectivity / D. Fu, A. Libson, L. Miercke et al. // Science. 2000. - V. 290. - P. 481-486.

103. Pathway of phloem unloading of sucrose in corn roots / R.T.Giaquinta, W.Lin, N.L.Salder, V.R.Franceschi // Plant Physiol. 1983. - V.72. - P.362-367.

104. Gilbertson, R.L. How do viruses traffic on the «vascular highway»? / R.L.Gilbertson, WJ.Lucas //Trends Plant Sci. 1996. - V.l. - P.260-267.

105. Goldschmidt-Clermont, P.J. Profilin, a weak CAP for actin and RAS / P.J.Goldschmidt-Clermont, P.AJanmey // Cell. 1991. - V.66. - P.419-421.

106. Goodwin, P.B. Use and limitations of fluorochromes for plasmodesmal research / P.B.Goodwin, L.C.Cantrill // Plasmodesmata. Structure, function, role in cell communication. Eds A.J.E. van Bel, W.J.P. van Kesteren. Berlin: Springer, 1999.-P. 68-84.

107. The maior intrinsic protein (MIP) of the bovine lens fiber membrane: characterization and structure based on cDNA cloning / M.Gorin, S.Yancey, J.Cline et al II Cell. 1984. - V.39. - P.49-59.

108. Grabski, S. Endoplasmic Reticulum forms a dynamic continuum for lipid diffusion between contiguous soybean root cells / S.Grabski, A.W. de Feijter, M.Schindler // Plant Cell. 1993. - V.5. - P.25-38.

109. Gunning, B.E.S. Intercellular communication in plants: studies on plasmodesmata / B.E.S.Gunning, A.W.Robards // Springer, Berlin. 1976.

110. Gunning, B.E.S. Plasmodesmata and cell-to-cell transport in plants / B.E.S.Gunning, RL.Overal // Bioscience. 1983. - V. 33. - P. 260-265.

111. Gunning B.E.S. Plasmodesmata and symplastic transport // Transport and transfer processes in plants / B.E.S. Gunning, A.W. Robards // San Francisco; L.:Acad. Press. 1976. - P.15-41.

112. Multiple serine phosphorylation sites on 30 kDa TMV cell-to-cell movement protein synthesized in tobacco protoplasts / A.Haley, T.Hunter, P.Kiberstis, D.Zimmern // Plant J. 1995. - V.8. - P.715-724.

113. Hall, J.C. Localization of cell surface adenosine triphosphatase activity in maize roots / J.C. Hall // Planta. 1969. - V.85. - P. 105-107.

114. Hassan, A.M. Calreticulin is the major Ca2+-storage protein in the endoplasmic reticulum of the pea plant (Pisum sativum) / A.M.Hassan, C.Wesson, W.R.Trumble // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1995. - V.211. - P.54

115. Changing patterns of localization of the tobacco mosaic virus movement protein and replicase to the endoplasmic reticulum and microtubules during infection / M.Heinlein, H.S.Padgett, J.S.Gens et al. // Plant Cell. 1998. - V.10. - P.l 1071120.

116. Calnexin, calreticulin and the folding of glycoproteins / A.Helenius, E.S.Trombetta, D.N.Hebert, J.F.Simons // Trends Cell Biol. 1997. - V.7. -P. 193-200.

117. Hepleer, P.K. Endoplasmic reticulum in the formation of the cell plate and plasmodesmata/P.K. Hepleer//Protoplasma. 1982. -V.111. - P. 121-133.

118. Heymann, J. Aquaporins: phylogeny, structure, and physiology of water channels / J.Heymann, A.Engel // News Physiol. Sci. 1999. - V. 14. - P. 187193.

119. Molecular cloning, water channel activity and tissue specific expression of two isoforms of radish vacuolar aquaporin / T.Higuchi, S.Suga, T.Tsuchiya et al. // Plant Cell Physiol. 1998. - V. 9. - P. 905-913.

120. Hodge, T. A mysion family tree / T. Hodge, M.J.T.V. Cope // J.Cell.Sci. 2000.- V.133.-P.3353-3354.

121. Physiological elevations in cytoplasmic free calcium by cold or ion injection result in transient closure of higher plant plasmodesmata / T.L.Holdaway-Clarke, N.A.Walker, P.K.Hepler, R.L.Overall // Planta. 2000. - V.210. - P. 329-335.

122. Hose, E. Abscisic acid and hydraulic conductivity of maize roots: a study using cell- and root-pressure probes / E.Hose, E.Steudle, W.Hartung // Planta. 2000.- V.211.-P. 874-882.

123. Evidence for proteolytic processing of tobacco mosaic virus movement protein in Arabidopsis thaliana / R.K. Hughes, M.-C. Perbal, A.J. Maule, R. Hull // Mol. Plant-Microbe Interact. 1995. - V.8. - P.658-665.

124. Spin echoes in a constant gradient and in the presence of simple restriction / M.D.Hurlimann, K.G.Helmer, T.M. de Swiet et al. // J. Magn. Reson. 1995. -Series A 113.-P. 260-266.

125. Hussey, R.S. Ultrastructure of root cortical cells parasitized by the ring nematod Criconemella xenoplax / R.S. Hussey, C.W. Mims, S.W. Westcott // Protoplasma. 1992. - V.167. - P.55-65.

126. Iglesias, V.A. Movement of plant viruses is delayed in a -1,3-glucanase-deficient mutant showing a reduced plasmodesmatal size exclusion limit and enhansed callose deposition / V.A. Iglesias, F.Jr. Meins // Plant J. 2000. -V.21.-P.157-166.

127. Rice phloem thioredoxin h has the capacity to mediate its own cell-to-cell transport through plasmodesmata / Y. Ishiwatari, T. Fujiwara, K.C. McFarland et al. // Planta. 1998. - V.205. - P.12-22.

128. Jans, D.A. The regulation of protein transport to the nucleus by phosphorylations / D.A. Jans // Biochem. J. 1995. - V.311. - P.705-716.

129. Javot, H. The role of aquaporins in root water uptake / H.Javot, C.Maurel // Ann. Bot. (Lond.). 2002. - V. 90. - P. 301-313.

130. Jensen, M. The mechanism of glycerol conduction in aquaglyceroporins / MJensen, E.Tajkhorshid, K.Schulten // Structure. (Camb.). 2001. - V. 9. - P. 1083-1093.

131. Johanson, U. A new subfamily of major intrinsic proteins in plants / U.Johanson, S.Gustavsson / U. Johanson // Mol. Biol. Evol. 2002. - V. 19. - P.456.461.

132. The major integral proteins of spinach leaf plasma membranes are putative1. Л Iaquaporins and are phosphorylated in response to Ca and apopbistic water potential / I.Johansson, C.Larsson, B.Ek, P.Kjellbom // Plant Cell. 1996. - V.8. - P.1181-1191.

133. Water transport activity of the plasma membrane aquaporin PM28A is regulated by phosphorylation / I.Johansson, M.Karlsson, V.Shukla et al. // Plant Cell. 1998.-V. 10.-P. 451-459.

134. Kaldenhoff, R. Regulation of the Arabidopsis thaliana aquaporin gene atWI (PIPIb) / R.Kaldenhoff, A.Kolling, G.Richter // J. Photochem. Photobiol. B. -1996.-V. 36.-P. 351-354.

135. Kempers, R. Symplasmic connection between sieve element and companion cell in the stem phloem of Vicia faba L. have a molecular exclusion limit of at least 10 kDa / R. Kempers, A.J.E. van Bel // Planta. 1997. - V.201. - P. 195201.

136. Kendrick-Jones, J. Miosin, plant / J. Kendrick-Jones, S. Reichelt // In The Guidebook of Cytoskeletal and Motor Proteins 2nd Edn Kreiss, T. And Vale, R., eds).Oxford: Oxford University Press. 1999. - P.457-460.

137. Kinkema, M. A myosin from a higher plant has structural similarities to class V myosins / M. Kinkema, J.W. Schielfelbein // J. Mol. Biol. 1994. - V.239. -P.591-597.

138. Kinkema, M. Molecular analysis of the myosin gene family in Arabidopsis thaliana / M. Kinkema, H. Wang, J.W. Schielfelbein I I Plant Mol. Biol. 1994. -V.26.-P.1139-1153.

139. Aquaporins and water homeostasis in plants / P.Kjellbom, C.Larsson,I.Johansson et al. // Trends Plant Sci. 1999. - V. 4. - P. 308-314.

140. Knight, A.E. A myosin-like protein from a higher plant / A.E. Knight, J. Kendrick-Jones //J. Mol. Biol. 1993. - V.231. - P.148-154.

141. Kong, Y. Dynamic mechanisms of the membrane water channel aquaporin-1 (AQPI) / Y.Kong, J.Ma // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. - V. 98. - P.106 ' 14345-14349.

142. Functional expression and characterization of an archaeal aquaporin: AqpM from Methanothermobacter marburgensis / D.Kozono, X.Ding, I.Iwasaki et al. // J. Biol. Chem. 2003. -V. 278. - P. 10649-10656.

143. Kragler, F. Plasmodesmata: dynamics, domains and patterning / F. Kragler, W.J. Lucas, J. Monser // Annals of Botany. 1998. - V.81. - P.l-10.

144. Kragler, J. Principles and application of self-diffusion measurement by NMR /

145. J. Kragler, H. Pfeifer, W. Heink // Adv. Magn. Reson. 1988. - V. 12. - P. 1-89.

146. Krause, K.-H. Calreticulin / K.-H. Krause, M. Michalak // Cell. 1997. - V.88. - P.439-443.

147. Macromolecular trafficking indicated by localization and turnover of sucrose transporters in enucleate sieve elements / C. Kuhn, V.R. Franceschi, A. Schulz et al. // Science. 1997. - V.275. - P.1298-1300.

148. Three-dimensional reconstruction of tubular structure of vacuolar membrane throughout mitosis in living tobacco cells / N. Kutsuna, F. Kumagai, M.H. Sato,

149. La Claire, J.W. ^identification of a myosin-like protein in Chlamydomonas pheinhardtii (Chlorophyta) / J.W. La Claire, R. Chen, D.L. Herrin // J. Phycology. 1995. - V.31. - P.302-306.

150. Lassaro, M.D. The vacuolar-tubular continuum in living trichomes of chickpea (Cicer arietinum) provides a rapid means of solute delivery from base to tip / M.D.Lassaro, W.W.Thomson // Protoplasma. 1996. - V.193. - P.181-190.

151. Liebe, S. Myosin in onion {Allium сера) bulb scale epiderorganelles and endoplasmic reticulum / S. Liebe, H. Quander // Physiol. Plant. 1994. - V.90. -P. 114-124.

152. Liu, L. Maize myosins: diversity, localisation, and function / L. Liu, J. Zhou, T.C. Pesacreta // Cell Motil. Citoskel. 2001. - V.48. - P.130-148.

153. Lloyd, C.W. The plant cytoskeleton // Curr. Opinions Cell Biol. 1989. - V.l. -P.30-35.

154. Lopez-Saez, J.F. Fine structure of the plasmodesm / J.F.Lopez-Saez, G.Gimenez-Martin, M.C.Risueno // Protoplasma. 1966. - V. 61. - P. 81-84.

155. Lorenz, A. A major integral protein of the plant plasma membrane binds flavin / A.Lorenz, R.Kaldenhoff, R.Hertel // Protoplasma. 2003. - V. 221. - P. 19-30.

156. Lucas, W.J. Plasmodesmata and the supracellular nature of plants / W.J. Lucas, B. Ding, C. van der Schoot//New Physiologist. 1993. - V.125. - P.435-476.

157. Lucas, W.J. Plasmodesmata in relation to viral movement within leaf tissues / W.J. Lucas, R.L. Gilbertson // Annu. Rev. Phytopathol. 1994. - V.32. - P.387-411.

158. Lucas, W.J. Plasmodesmata: intercellular channels for macromolecular transport in plants / W.J. Lucas // Current Opinion in Cell Biology. 1995. -V.7. - P.673-680.

159. Luttge, U. Transport in plants / U. Luttge, N. Higinbotham // Springer, Berlin Heilderberg New York. 1979.

160. Maklakov, A.I. Selfdiffusion in polymer systems / A.I. Maklakov, V.D. Skirda, N.F. Fatkullin // in «Encyclopedia of fluid mechanics», Gulf-Publishing Co.,Houston. 1990. - Chap.22. - P.705-745.

161. The vacuolar membrane protein gamma-TIP creates water specific channel in Xenopus oocytes / C.Maurel, J.Reizer, J.Schroeder, M.Chrispeels // EMBO J. -1993. V.l2. -P.2241-2247.

162. Phosphorylation regulates the water channel activity of the seed-specific aquaporin alpha-TIP / C.Maurel, R.Kado, J.Guern, M.Chrispeels // EMBO J. -1995.-V. 14.-P. 3028-3035.

163. Purified vesicles of tobacco cell vacuolar and plasma membranes exhibit dramatically different water permeability and water channel activity / C.Maurel, F.Tacnet, J.GucIu et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997. - V. 94. - P. 7103-7108.

164. McLean, B.G. Interactions between viral movement proteins and the cytoskeleton / B.G. McLean, P.C. Zambryski // Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands. 2000. - P.571-540.

165. Meiners, S. Gap junction protein homologue from Arabidopsis tha liana: evidence for connexin in plants / S. Meiners, A. Xu, M. Schindler // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991. - V.88. - P.4119-4122.

166. Meinild, A. Bidirectional water fluxes and specificity for small hydrophilic molecules in aquaporins 0-5 / A.Meinild, D.Klaerke, T.Zeuthen // J. Biol. Chem. 1998. - V.273. - P.32446-32451.

167. Purification of calreticulin-like proteins from spinach leaves / P. Menegazzi, F. Guzzo, B. Baldan et al. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993. - V.3. -P.l 130-1135.

168. Overexpression of calreticulin increases intracellular Ca2+ storage and decreases store-operated Ca2+ influx / L. Mery, N. Mesaeli, M. Michalak et al. // J. Biol. Chem. 1996. - V.271. - P.9332-9339.

169. Calreticulin is essential for cardiac development / N. Mesaeli, K. Nakamura, E. Zvaritch et al. //J. Cell Biol. 1999. - V.144. - P.857-868.

170. Mezitt, L.M. Plasmodesmal cell-to-cell transport of proteins and nucleic acids / L.M. Mezitt, W.J. Lucas // Plant Molecular Biology. 1996. - V.32. - P.251-273.

171. Monzer, J. Ultrastructure of secondary plasmodesmata formation in regenerating Solanum nigrum protoplast cultures I I Protoplasma. 1991. -V.165. - P.86-95.

172. Moosekar, M.S. Organization, chemistry, assembly of the cytoskeletal apparatus of the intestinal brush border / M.S. Moosekar // Annu. Rev. Cell. Boil. 1985.-V.1.-P. 209-241.

173. Brassinolide may control aquaporin activities in Arabidopsis thaliana / R.Morillon, M.Catterou, R.Sangwan et al. // Planta. 2001. - V.212. - P. 199204.

174. Morillon, R. The role of ABA and the transpiration stream in the regulation of the osmotic water permeability of leaf cells / R.Morillon, M.Chrispeels // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. - V. 98. - P. 14138-14143.

175. Immunogold localization of pectin methylesterases in the cortical tissues of flax hypocotil / O. Morvan, M. Quentin, A. Jauneau et al. // Protoplasma. 1998. -V.202. - P. 175-184.

176. Mushegian, A.R. The proposed plant connexin is a protein kinase-like protein / A.R. Mushegian, E.V. Koonin // Plant Cell. 1993. - V.5. - P.998-999.

177. Effect of expressing the water channel aquaporin-1 on the C02 permeability of Xenopus oocytes / N.Nakhoul, B.Davis, M.Romero, W.Baron // Am. J. Physiol. 1998. - V.274. - P.C543-C548.

178. Purification, seqencing and functions of calreticulin from maize / R.M. Napier, S. Trueman, J. Henderson et al. // J. Exp. Bot. 1995. - V.46. - P.1603-1613.

179. Ginkgo biloba expresses calreticulin, the major calcium-binding reticuloplasmin in eukaryotic cells / M.C. Nardi, E. Giacomelli, P. Dainese et al. // Bot. Acta. 1998. - V. 111. - P.66-70.

180. Nelson, D.E. Abundant accumulation of the calcium-binding molecular chaperone calreticulin in specific floral tissues of Arabidopsis thaliana / D.E. Nelson, B. Glaunsinger, H.J. Bohnert // Plant Physiol. 1997. - V.l 14. - P.29-37.

181. Newman, B.E.J. Wather movement through root system // Philos. Trans. Roy. Soc.London B. 1976. - V.273. - P.463-478.

182. O'Brien, T.P. A suberised layer in the cell walls of the bundle sheath of grasses / T.P. O'Brien, D.J. Carr 11 Aust. J. Bot. 1970. - V.23. - P.275-278.

183. Obata, S. Morphogenesis of the photoreceptor outer segment during postnatal development in the mouse (BALA/c) retina / S. Obata, J. Usucura // Cell Tissure Res. 1992. - V.269. - P.39-48.

184. Low aquaporin content and low osmotic water permeability of the plasma and vacuolar membranes of a CAM plant Graptopetalum paraguayense: comparison with radish / Y.Ohshima, I.Iwasaki, S.Sugo et al. // Plant Cell Physiol. 2001. - V. 42. - P. 1119-1129.

185. Olesen, P. Plasmodesmata between mesophyll and bundle sheath cells in relation to the exchange of C4-acids / P. Olesen // Planta. 1975. - V. 123, - №2. -P. 199-202.

186. Olesen, P. The neck constriction in plasmodesmata / P. Olesen // Planta. 1979.- V. 144. P.349-358.

187. Olesen, P. The neck constriction in plasmodesmata: evidence for a peripheral sphincter-like structure revealed by fixation with tannic acid / P. Olesen // Planta. 1980. - V.144. - P.349-358.

188. Osherov, N. In vivo function of class I myosins / N. Osherov, G.S. May // Cell Motil. Cytoskelet. 2000. - V.47. - P.163-173.

189. Otto, B. Cell-specific expression of the mercury-unsensitive plasma-membrane aquaporine NtAQPl from Nicotiana tabacum / B.Otto, R.Kaldenhoff // Planta.- 2000. V.211. - P.167-172.

190. Overall, R.L. A model of the macromolecular structure of plasmodesmata / R.L. Overall, L.M. Blackman // Trends in Plant Science. 1996. - V.l. - P.307-311.

191. Actin and myosin in plasmodesmata-/ R.L. Overall, R.G. White, L.M. Blackman, J.E. Radford // Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands. 2000. - P.513-531.

192. Overall, R.L. Intercellular communication in Azolla roots: I. Ultrastructure of plasmodessmata / R.L. Overall, J. Wollfe, B.E.S. Gunning // Protoplasma. -1982.-V.111.-P.134-150.

193. Pelham, H.R.B. Control of protein exit from the endoplasmic reticulum / H.R.B. Pelham// Annu. Rev. Cell Biol. 1989. - V.5. - P.l-23.

194. Pollard, T.D. Myosin 1 / T.D. Pollard, S.K. Doberstain, H.G. Zot // Annu. Rev. Physiol. - 1991. - V.53. - P.653-681.

195. Radford, J. Callose deposition at plasmodesmata / J. Radford, M. Vesk, R.L. Overall // Protoplasma. 1998. - V.201. - P.30-37.

196. Radford, J. Localization of a myosin-like protein to plasmodesmata / J. Radford, R.G. White // Plant J. 1998. - V. 14. - P.743-750.

197. Ratajczak, R. Adaptation of the tonoplast V-type ATPase of Mesembryanthemum crystallinum to salt stress, C3-CAM transition and plant age / R.Ratajczak, J.Richter, V.Luttge //.Plant Cell Envirom. 1994.- V. 17. -P. 1101-1112.

198. Characterization of the unconventional myosin VIII in plant cell and its localization at the post-citokinetic cell wall / S. Reichelt, A.E. Knight, T.P. Hodge et al. // Plant J. 1999. - V. 19. - №5. - P.555-567.

199. Robards, A.W. A new interpretation of plasmodesmatal ultrastructure / A.W. Robards // Planta. 1968. - V. 82. - P.200-210.

200. Robards, A.W. Cytochemical localization of phosphotase in differentiating secondary vascular cells / A.W. Robards, P. Kidwal // Planta. 1969. - V.87. -P.227-238.

201. Robards, A.W. Plasmodesmata / A.W. Robards, WJ. Lucas // Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 1990. - V.41. - P.3 69-420.

202. Robards, A.W. Plasmodesmata in Higher Plants // Intercellular communication in plants: Studies on plasmodesmata / Eds. Guning B.E.S., Robards A.W.ф Berlin: Springer. 1976. - P.15-58.

203. Hepatocyte gap junctions are permeable to the second messenger, inositol 1,4,5-trisphosphate, and to calcium ions / J.C. Saez, J.A. Connor, D.C. Spray, M.V.L. Bennett//Prog. Natl. Acad. Sci. USA. 1989. - V.86. - P.2708-2712.

204. Cell-to-cell and phloem-mediated transport of potato virus X: the role of virions / S. Santa Cruz, A.G. Roberts, D.A.M. Prior et al. // Plant Cell. 1998. - V.10. -P.495-510.

205. The high diversity of aquaporins reveals novel facets of plant membrane H functions / V.Santoni, P.Gerbeau, HJavot, C.Maurel // Curr. Opin. Plant Biol.2000. V. 3. - P. 476-481.

206. Identification of immunologically related proteins in sieve-tube exudate collected from monocotyledonous and dicotyledonous plants / C. Schobert, P. Grossmann, M. Gottschalk et al. // Planta. 1998. - V.206. - P.245-252.

207. Sieve-tube exudate from Ricinus communis L. seedlings contains ubiquitin and chaperones / C. Schobert, P. Grossmann, M. Gottschalk et al. // Planta. 1995. -V.196. - P.205-210.

208. Schroeder, J.I. Repetitive increase in cytosolik calcium of cuard cells by abscisic acid activation of nonselective calcium permeable channels / J.I.Schroeder, S.Hagiwara // PNAS. 1990. - V. 87. - P. 9305-9309.

209. Seagull, R.W. The plant cytoskeleton / R.W. Seagull // Crit. Rev. Plant Sci. -r 1989. V.8. - P.131-167.

210. Aluminium-induced 1-3-P-D-glucan inhibits cell-to-cell trafficking of molecules through plasmodesmata: a new mechanism of aluminum toxicity in plants / M. Sivaguru, T. Fujiwara, J. Samaj et al. // Plant Physiol. 2000. -V.124. - P.991-1005.

211. Spanswick, R.M. Symplasmic transport in tissues. In: Encyclopedia of plant physiology, N.S., vol.2 B: Transport in plants B: Tissues and organs, pp.35-56, Luttge U., Pitman M.G., Eds. Springer, Berlin Heilderberg New York. -1976.

212. Staehelin, L.A. The plant ER: a dynamic organelle composed of a large number of discrete functional domains / L.A. Staehelin // Plant J -.1997. V.ll. -P.l 151-1165.

213. Staiger, C.J. Actin localization and function in higher plants / C.J. Staiger, M. Schliwa // Protoplasma. 1987. - V. 141. - P. 1-12.

214. Microinjected profilin affects cytoplasmic streaming in plant cells by rapidly depolymerizing actin microfilaments / C.J. Staiger, M. Yuan, R. Valenta et al. // Curr. Biol. 1994. - V.4. - P.215-219.

215. Staiger, C.J. The plant cytoskeleton / C.J. Staiger, C.W. Lloyd // Curr. Opinion Cell Biol. 1991. - V.3. - P.33-42.

216. The profilin multigen family of maize: differential expression of 3 isoforms / C.J. Staiger, K.C. Goodbody, P.J. Hussey et al. // Plant J. 1993. - V.4. -P.631-641.

217. Steudle, E. How does water get through roots? / E.Steudle, C.Peterson // J. Exp. Bot. 1998. - V. 49. - P. 775-788.

218. Subramanian, К. Calcium-induced restructuring of nuclear envelope and endoplasmic reticulum calcium stores / K. Subramanian, T. Meyer // Cell. -1997. V.89. - P.963-971.

219. Tanner, J.E. Restricted self-diffusion of protons in colloidal systems by the pulse-gradient spin-echo method / J.E.Tanner, E.O.Stejskal // J. Chem. Phys. -1968. V.49. - P.1768-1777.

220. Passive entry of CO2 and its energy-dependent intracellular conversion to HCO" 3 in cyanobacteria are driven by a photosystem i-generated deltamuH+ / D.Tchernov, Y.Helman, N.Keren et al. // J. Biol. Chem. 2001. - V.276. - P. 23450-23455.

221. Terashima, I. Effects of HgCh on CO2 dependence of leaf photosynthesis: evidence indicating involvement of aquaporins in C02 diffusion across the plasma membrane / I.Terashima, K.Ono // Plant Cell Physiol. 2002. - V.43. -P. 70-78.

222. Aquaglyceroporins, one channel for two molecules / P.Bron, G.Ranchy, L.Duchesne et al. // Biochim. Biophys. Acta. 2002. - V. 1555. - P. 181-186.

223. Tirlapur, U. Near-infrared femtosecond laser pulses as a novel noninvasible means for dye-coupling in the Arabidopsis root meristem / U. Tirlapur, K. Konig // Plant J. 1999. - V.20. - P.363-370.

224. Tucker, E.B. Mastoparan induced intracellular Ca2+ fluxes may regulate cell-to-cell communication in plants / E.B. Tucker, W.F. Boss // Plant Physiol. 1996. - V.l 11. - P.459-467.

225. Plant aquaporins: their molecular biology, biophysics and significance for plant water relations / S.D.Tyerman, HJ.Bohnert, C.Maurel et al. // J. Exp. Bot. -1999.-V. 50.-P. 1055-1071.

226. Tyree, M.T. The symplastic transport according to the thermodinamics of irreversible processes / M.T. Tyree // J. Theor. Biol. 1970. - V.26. - P. 181

227. Vacuolar membrane dynamics revealed by GFP-AtVam3p fusion protein / T. Uemura, S.H. Yoshimura, K. Takeyasu, M.H. Sato // Gene. Cell. 2002. - V.7. - P.743-753.

228. Identification of profilin as a novel pollen allergen; IgE autoreactivy in sensitized individuals / R. Valenta, M. Duchene, K. Pettenburger et al. // Science. 1991. - V.109. - P.619-626.

229. Nuclear magnetic resonance imaging of membrane permeability changes in plant during osmotic stress / L. Van der Weerd, M.M.A.E. Claessens, C. Efde, H. Van AS // Plant Cell and Environment. 2002. - V.25. - P. 1539-1549.

230. Vianello, A. Proton pumping pyrophosphatasa from higher plant mitochondria / A.Vianello, F.Macri // Physiologia Plantarum. 1999. - V. 105. - P. 763-768.

231. Steedman's wax for F-actin visualization / S.Vitha, F.Baluska, J.Jasik et al. // Actin: a dynamicframework for myltiple plant cell functions / Eds. Staiger C.J. et al. Dordrecht: Kluver Acad. Publ. 2000. - P.619-636.

232. The developmental gene Knotted-1 is a member of a maize homeobox gene family / E. Vollbrecht, B. Veit, N. Sinha, S. Hake // Nature. 1991. - V.350. -P.241-243.

233. Waigmann, E. Tobacco mocaic virus movement protein-mediated protein transport between trichome cells / E. Waigmann, P. Zambryski // Plant Cell. -1995. V.7. - P.2069-2079.

234. Wang, N. The use of fluorescent tracers to characterize the postphloem transport pathway in maternal tissues of developing wheat grains / N. Wang, D.B. Fisher // Plant Physiol. 1994. - V.104. - P. 17-27.

235. Watanabe, Y. In vivo phosphorylation of the 30-kDa protein of tobacco mosaic virus / Y. Watanabe, T. Ogawa, Y. Okada // FEBS Lett. 1992. - V.313. -P.181-184.

236. Wayne, R. The actin cytoskeleton and polar water permeability in characean cells / R.Wayne, U.Tazawa // Protoplasma. 1988. - V. Suppl 2. - P. 116-130.

237. Actin associated with plasmodesmata / R.G. White, J.K. Badel, R.L. Overall, M. Vesk // Protoplasma. 1994. - V.l80. - P.l69-184.

238. Williamson, R.E. Organelle movement / R.E. Williamson // Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1993. - V.44. - P. 181-202.

239. Plasmodesmatal function is probed using transgenic tobacco plants that express a virus movement protein / S. Wolf, C.M. Deom, R.N. Beachy, W.J. Lucas // Plant Cell. 1991. - V.3. - P.593-604.

240. A calcium-dependent protein kinase is associated with maize mesocotyl plasmodesmata / A. Yahalom, R. Lando, A. Katz, B.L. Epel // J. Plant Physiol. 1998.- V.153.-P.354-362.

241. Yokota, E. Biochemical, immunochemical of myosin heavy chains / E. Yokota, T. Mimura // Plant Cell Physiol. 1995. - V.36. - P. 1541-1547.

242. Zambryski, P. Plasmodesmata: gatekeepers for cell-to-cell transport of developmental signals in plants / P. Zambryski, K. Crawford // Annu Rev. Cell Dev. Biol. 2000. - V.16. - P.393-421.

243. Zardoya, R. A phylogenetic framework: for the aquaporin family in eukaryotes / R.Zardoya, S.Villalba // J. Mol. Evol. 2001. - V. 52. - P. 391-404.

244. Reconstitution of functional water channels in liposomes containing purified red cell СШР28 protein / M.Zeidel, S.Ambudkar, B.Smith, P.Agre // Biochemistry. 1992. - V.31. - P.7436-7440.

245. Quality control in the secretory pathway: the role of calreticulin, calnexin and BiP in the retention of glicoproteins with C-terminal truncations / J.-X. Zhang, I. Braakman, K.E.S. Matlack, A. Helenius // Mol. Biol. Cell. 1998. - V.8. -P.1943-1954.

246. Zhang, W.H. Effect of low O2 concentrations and azide on hydraulic conductivity and osmotic volume of the cortical cells of wheat roots / W.H. Zhang, S.D. Tyerman // Aust. J.Plant Physiol. 1991. - V.18. - P.603-613.

Информация о работе

Филянина, Елена Михайловна
кандидата биологических наук
Казань, 2005
ВАК 03.00.12

Диссертация

Изучение механизмов регуляции водопроницаемости плазмодесм и тонопласта импульсным методом ЯМР - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы