Метаболизм полисахаридов растительной клеточной стенки

Горшкова, Татьяна Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Метаболизм полисахаридов растительной клеточной стенки
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Метаболизм полисахаридов растительной клеточной стенки"

На правах рукописи

I Горшкова Та1ьянаАнаюл1 " ~

Метаболизм полисахаридов растительной неточной стенки

03.00.12 - фи :илоп 1я расга и 1Й

Лыжщферот диссертации на соискание ума юй апепсии доктора биологических наук

4 ' / ,

Молли 1(>Л

Работа выполнена в Казанском инсипуге биолоши Казанского научного цент] Российской Академии Наук и в Университете Лурду (Вест Лафш1етг, США).

Научный консультант:

доктор биолотчесгак наук, профессор В. В. Лозовая. .

Официальные ошоне^и

доктор биолоп иесга к наук, профессор М. Н. Запромегов, г доктор биологических наук, профессор А. К. Романова, доктор биологических наук В. Д. Щербухин.

Ведушдя организация:

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Защгга состоигея"" си^ис-^—< 1097 г. в_час. на заседали

Диссертационного Совета 002.45.01 по присуждению ученой степени доктор биологических наук при Иисппуге физиологии растений им. 'К. А. Тимирязев Российской Академии тук по адресу: 127276, Москва, Ботш шческая, 35.

С диссертаций можно ознакомиться в библиотеке Института физиологи: растений им. К А. Тимирязева Российской Академ) и наук.

Автореферат разослан" ^ " 1997 г.

Ученый секретарь ■

Н.В.Загоскина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Посг.шошси щххЬсмм. се акчл'П-'п.иосп». Расплетиш клсгоч!ия стаira была первой суикжючной cipykjjpoii, утдашой ученшаи Имешю ее обнаружил п 1665 г.

Роберт Гук при наблюдении в микроскоп среза пробкового дерева. Г1 название "клетка" ошосилось первоначально именно к этш структуре ш-за сходства строения исследуемых под miik'ixxkoiiom частей piicicinji'i с ячейками (icicikiimi!) пчелиных со г. В клеючных сшнках сосредоточена юшш масса органическою вещества планеты, од! iiijco и чеченце стотешй на нее мало к'го обращал шшмание, поскольку считалось, чго касточная спинка - мершоо шекдстичлое образование, своеобразный ящик, в ко юром находится живая протоплазма. "Неживые части растительных тканей" - формулировка m определения апоплдста (Munch 1930), п понятие которого входила совокупность клеточных стенок растения.

По современным представлениям растительная клеточная стснка -аюжноорганиюванная, мтгофутгиюначьиая система (Capita, Gibeaut 1993). Обнаружение в ней большого количества ферме! ггов (обзор Fry 1995) и исследовш п ie ее состава на различных модельных системах сформировали представление о динамичности ее структуры. Процессы, происходящие в клеточной стенке, обычно иеследонаш на модаилых системах: отроках стеблей, суспензионных культурах кпсюк, Iко.'пjjx4ïuии.1Х клеточных стенках и г. д. Однако в таких условиях молол бып, шр\шен б;шпс cm new и распяла компонента клеючной стенки. Более того, в нпгакшых растениях могуг имен, место процессы, огеуишующпе в осеченных органах, н наоборот. Метаболизм клеточной стенки в целом растении оставался слабо щученным, и сущесттовало обоснгоошюс мнение, что большинство компонент« клеточной стшки craûaïuiui и ас шдвергашюя шдролизу (Fry 1988). Исследования динамики полимеров клеточных стенок на интактых растениях зягрулнены сдожносп.ю ана'нга 'пой .мноткомпопешиои структуры. С друшй сюроны, они крайне актуальны, поскшьку механизмы формирования и функционирования этого юмпаргме(гга остаются проблемой, пртнанной одной га сложнейших загадок биологии растений (Vnmer 1995), а также в связи с тем, что многие вилы переработки |хн-пчечиююсырья 1ртдшшюг<х.чх>ме (реСкмшия какниукягнмникааюк.

Цел», ч задачи исследования. ■ 1{елью представляемой работы ятчлась хари-дерпстка метаболической активности рюппельных клеючных стенок. he pani вация связывалась с решением следующих конкретных задач:

1) разработка подходов для изучения процессов, происходящих в клеточной' ста 1ке интакшых растеш ш;

2) шилиз динамики компонентов клеточной стенки в интактномрастении;

. 3) характеристика компонентов клеточных стенок, подвфгающихся постсингетической метаболизации;

4) изучение даффсренщфованносга клеточных слюнок в различных органах растения и путей ее формирования;

5) исследование ¿вменений в метаболизме "клеточных стенок в условиях стресса

Научная новизна работы. В представленной работе впервые проведено

системное исследование 'метаболизма клеточных стенок в различных органах ишжпюго растения. Проанализированы особенносш их состава, выявлены тканеспецифичные компоненты клеточных стенок как полисахаридной, так и фенольной природы, установлена их структура Охарактеризованы основные пути дифференциации клеточных стенок в различных органах растения, показано, что важную роль' в них играют процессы постсингетической метаболизации полисахаридов. Компоненты клеточной стенки .рассматриваются как продукты фотосинтетической фиксации 14ССЬ целым растением; метаболизм1 клеточной стенки охарактеризован как составляющая метабол! ома растительного организма.

В работе получило развитие представление о клеточной стенке как о динамичной структуре. Обнаружено, что в итпакшом растении происходит интенсивный взаимный обмен метаболитами между клеточной стенкой и остальной частью клетки, ¿сменяющийся в услов(их стресса Охарактеризована метаболизацня полисахаридов клеточных стенок - различные виды их постсинтстических модификаций, происходящие за пределами шазмалеммы и заключающиеся в полном или частичном гидролизе полимера и/или изменении числа образованных им связей. Выявлены компоненты клеточных стенок, принимающие участие в этом процессе.

Практическая ценность раГхпы. ¡ ¡¡хшичсская значимость работы во гш югом связана с тем, что основным объектом исследований являлся лен-долгунец - источник натурального волокна, являющийся традиционной экспортной российской культурой. Впервые детально изучен состав клеточных стенок различных органов, охарактеризованы особенности льняного волокна, проаназизирован состав полимеров клеточ! 1ых сге1 юк различ\ 1ых сортов льна из коллекщ н! ВНИИлы ¡а (Торжок). Показа! ю, что волокно практически не содержит лигнина, который сч!гтался маркером качества, а

основными фенальными соединениями его клеточной стенки являются гидроксициннамовые кислоты.

Детально разработан подход для изучения динамики компонентов клеточных стенок в шпакшых растениях, предложена модель ди изучения дифференциации клеточных стенок - лен-допунец, чго можег бьпъ использовано в разнообразных исследованиях клеточной ctcijhl

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались автором на регулярных .итоговых конференциях и семинарах КИБ КНЦ РАН, на трех Всесоюзных конференциях по биосшпезу целлюлозы и других компонентов клеточных стенок (Казань 19S0, 19S5, 1990), на Всесоюзной конференции по химии и биохимии углеводов (Пущино 1982), наШ съезде фшиодогов растении (Санкт-Петербург, 1993), на VI мекцушродгой конференции по клеточной стенке (СатчЯго, Испания, 1995). Диссертационная работа в завершенном ввде докладывалась на семинарах в Казанском институте биологии КНЦ РАН, в Университете П}рду (США), в Инсппуте физиологии растений РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 58 работ (общее число публикаций 69) в отечественных ("Доклады РАН", "Физиология растений", "Биохимия", "Цитология" и др.) 'и зарубежных ("Plant Physiology", "Journal of Plant Physiology^ наушьк журналах, материалах конферешшй и научных сборниках.

CrpvKivpa ¡i обьем работы. Диссертация i пложена на 248 страницах машинописною тиксга (включая иллюстрации и список цишруемой лшершуры) и состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов. В работе представлены 47 таблиц и 34 рисунка. Список лигсралуры вктючаег434 наименования, в том числе 37-отсчсстбснных.

Блаюдарноста. Приношу свою благодарность коллегам, работавшим в разные годы в моей группе: Н. М. Тюленевой, М. Р. Ибрагимову, Р. Г. Киямовой, А, Ю. Кожевников}'. Особро^чгзнагельность вырагаю колтегам in КИБ КНЦ РАН С. К. Чемикосовой, В. В. Сальникову, Е. В. Яблоковой, О. В. Зерновой, О. А. Забои ihoíí, А. И. Забелину, В. И. Чикову, сотрудникам Инспиуга льна (Торжок) А. А. Жученко и Л. Н. Курчакопой, коллегам из Университета П}рд)' (Вест Лафчйетг, США) N. С. Carpita, D. М. Gibauit, S. ¡i. W'yatt за совместные экспериментальные ¡xióoii.i и плодотворное обсуждение полученных данных. Выполнение этой работы было бы невозможно без понимания и подтержки моей семьи. Неоценима роли моего научного консультапа, npcx¡)eccopa В. В. Лозовой, которой приношу глубокую благодар) юсть за многалешою

веру в успех наших исследований, всестороннюю поддержку. Выражаю искреннюю признательность академику И. А. Тарчевекому, го,инициативе и усилиями которою в КИБ КНЦ РАН были организованы работы по изучению растительной клеточной стенки.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Объектами исследований служили итактые растеши (10-дневные проростки пшеницы и растения льна на разных стадиях" онтогенеза), отрезки стеблей, изолированные протопласты.

Проростки пшеницы (Triticum aestman L.) озимого сорта Омская-17 выращивали в почве в течение 10 дней при искусственном освещении (Юклк) и температуре 28°С. Проростки находились на стадии развития, при которой 1-й лист достиг'13-15 см в длину, и практически закончил свое формирование, а второй лист имел длину 4-5 см и продолжал расти. Клеточные стенки анализировали в различных органах (1 -й лист, 2-й Л1 ícr, стебель, корень) и в разл! 1чных 30i их листа

Растения льна-долгунда (Limuñ itsitatissiiman L.,) различных сортов из коллекции

ВНИИльна (Торжок) выращивали в условиях вегегеционного опыта. Основная часть

работы выпсшненена на растениях сорта Новоторжский, находившихся на стадии

быстрого роста, когда растения имели высоту около 25 см. Перед фиксацией растения

расчленяли на 1) корень, 2) пшокотиль, 3) зрелые листья, 4) растущую верхушку,

)

включавшую формирующиеся листья и растушую часть стебля (примерно 0,5 см), 5) стебель. Во мнолнх экспериментах стебель разделяли на три части: верхнюю часть стебля (примерно 8-10 см от верхушки) до так называемой точки слома, вверх от которой стебель легко ломается, а вниз - с трудом поддается разрыву; внутреннюю и внешнюю части оставшегося стебля. Микроскот нсскис исследования, проведенные В. В. Сальниковым (Gorshkova eí al. 1996), позволили установить, чго вблизи точки слома резко активизируется ушшннсние клеток алеми парного лубяного волокна. Разделение стебля на внутреннюю и внешнюю части, с некоторой далей условности обозначенных как ш шема и флоэма, про) гсходит по Biiyrpei шей поверносги пучков лубяных, волокон. Основная масса внутренней части стебля представлена сосудами ксилемы, закончившими рост в длину, но продолжающими утолщаться, а во внешней части подавляющее преобладание имеют клеточные стснки лубяных волокон, которые сочетают рост в длину с интенсивным утолщением.

Основными подходами являлись: а) анализ перераспределения метки среди полимеров клеточной стенки в ходе pulse-chase экспериментов; б) изучение состава клеточных стенок в различных органах одного растения; в) анализ изменений в составе клеточной стенки в ходеL онтогенеза. Предложенный вариант pulse-chase подхода с использованием 14СОг в качестве меченого субстрата имеет ряд преимуществ, среди которых работа с итакшым растением, естественное поступление меченого субстрата 'в растение, эффективное включение метки и попадание в различные органы, возможность длшель пых cliase периодов.

Методика pulse-chase экспериментов заключалась в следующем. Фогосинтетические камеры одевали на целые растения и закрепляли в почве. В работе использовали фогосинтетические системы большого обтгма (до 90 литров, в зависимости от числа растений и их фагосинтешчсской активности). Убьшь радиоактивности в системе за время эксперимента не превышала 25 %. В зависимости от целей эксперимента, в системе содержалось от 120 до 400 МБк "(Х^. Его получали из NaH14CCb или Ва14СОз- Для того, чтобы их добавление не приводило к существенному отклонению концентрации СО2 от естественной, в • необходимых случаях поглощали перед опытом немеченный СОг га части системы. Растения выдерживали в атмосфере 14COj в течение 40 минут. Время экспозиции было выбрано с уютом необходимости попадания метки в метаболические пулы во всех органах и тканях растения. Общая радиоактивность одного растения сразу после экспозиции составляла, в зависимости от глубины запланированного фракционирования кжточной стенки, 20-200 млн. импУмин. Часть растений фиксировали сразу после экспозиции, остальные - после chase периода различной продолжшелъносш. Как правило, она составляла 8 или 24 часов роста в естественных условиях. За это время масса отдельных фракций клеточных стенок существенно не изменялась. В отдельных экспериментах время chase периода продлевалось до одного месяца. Перед фиксашеи жи;тким iijoro.m растения расчленят на част. Каждый орган каждого растения обрабатывали отделы ю. Количество биолошческих 1 lonropi юстей в опыте - 4.

Для выделения клеточных стенок лиофилизированный материал гомоге-пизировали на ледяной_ б;ше и последоваюльно экстрашровали несколько раз холодным 0,5 М К-фос^хпным бугром, pll 7,0, водой, смесью хлороформ: меганал (1:l,v/v) 1фп 45° С в течение 30 минут, меганалом при комнатой температуре и снова водой. Для удаления крахмала к осадку добааляли дименпсульфоксид и интенсивно перемешивали в течение 24 часов. Остатки крахмала удаляли обработкой в течение

ночи глюкоамилазой (Siekagaku Kogyo Со, Japan). Тест на наличие крахмала с использованием KIT2 давал на полученном осадке отрицательные результаты. После двукратной промывки водой выделенные клеточные стенки фракциошфовали.

Выделяли несколько фракций полисахаридов. Водорастворимые полимеры осаждали 80% этанолом из буфера для гомогенизации. Пектины экстрагировали из выделенных клеточных стенок с помощью оксалата аммония, который хелатируег ионы кальция и приводит к растворению пектиновых веществ, и слабого (0,2 М) раствора щелочи, гидролизующего эфирные связи, которыми часть пектинов связана с другими полимерами. Гликаны, связывающие, между собой микрофибриллы целлюлозы, экстрагировали 4 M щелочью, разрушающей водородные связи и парализующей некоторые ковалаггные; остатки этих гликанов удалялись уксусно азогным реактивом, путем кипячсшга в котором получали кристаллическую целлюлозу. В некоторых опытах полисахариды матрикса клеточных стенок не фракционировали, а сразу гадролизовали трифторуксусной кислотой, которая удаляет почти все полимеры матрикса; в этом случае осадок также обрабатывали уксусно-азсггным реактивом. Общую рздиоакшвность ткани и рздиоакпшпосгъ полученных фракций клеточной стенки оценивали после просчета радиоактивности аликвоты на жидкосгно-сцигшшляционном радиометре Delta-300 ('Tracor Aralytic"). Пересчет радиоактивности велся на весь орган. Среднее квадратичное еггклонение, как правило, не превышало 15%. Выделенные фракции клеточных стопок диализовали ("фракции, выделенные растворами оксалата аммонш и щелочи) и лиофилизировали.

Для определения моносахаридного состава полученных фракций полисахаридов матрикса их гцдролгаэвали в'течение 90 .минут при 120° С 2 M трифторуксусной кислотой, содержащей миоинозитол в качестве внутреннего стандарта Разделение производили методом жидкостной хроматографии высокого давления на колонке Cait>oPacPAl с амперометрическим детектором (Dioncx). Распюром элюции служил 16 niM NaOH в июкрашческом режиме при скорости потока 1 мл/мин. Хроматограф был сопряжен с детектором радиоактивности Beckman model 171. Сциншллящюнная смесь состояла из 3,75 л Ecolume (1CN), 1,3 л 2-пропанола и 0,09 л ледяной уксусной кислогы. Идентификацию Сахаров проводили по времени удерживания при сравнении со стандартной смееыо меченых Сахаров.

Тип связей между моносахаридами в полимерах различных фракций клеточных стенок определяли методом газожидкосшой хроматографии в сочетании с масс-CI leKipoMcrpiteîi (газовый хроматограф Hewlett-Packard 5890А, соединенный с Model 21

Mass Selective Detector, капиллярная катанка SP-2330 Supelco 0,25 мм x 30 м) после получения метилировшшых прошводных по методике, детально описанной ранее (Capita, Shea 1989). При анализе состава и радиоактивности моносахаридов и типов сачзей между ними среднее квадрапгшос отклонение в биологических повторностях не превышало 3%.

Активность глнкешщаз клеточной стенки оценивали носче инкубации растительных гомогаитов с флюорогенными суСхлрагами (4-мстилумбеллифе-рилгликозиды, Sigma) по свечению мстшумбеллиферона, которое решстриро-вати m флюорссценшом спектрофотометре "Perkin - Elmer". Количесттю биологических пошорносгсп - 4, аналшических - 3. Среднее квадратичное отклонение в биологических повгорностях не превышало 15 %.

При анализе фенольных соединений клеточной стенки (который провод! пи совместно с ЕВ .Яблоновой) для получения ли пи и и, нераспюр! шого в H2SO4 (ш in mi ta Класона), высушенные клеточные стенки заливали смесыо 72% H2S04 и 89% HjPOj. Нерастшрившийся осадок промывали водой и высушивали. Для анализа фенольных компонентов проводили окисление клеточных стенок или их кислотонерастворимой фракции сульфатом меди в щелочной среде. Анализировали также фенольные соединения, содержащиеся в экстрактах клеточной стенки 1М щелочью, которая пщххлнзуег сложткифирпые связи (¡юнольных кислот, и 4М щелочью (при 170°С), разрушающей njxxnwe эфирные связи (Lam et ;il 1992). (¡Школьные соединения экстрагировали днтшловым эфиром и после силнрования анализировали методом газожидкостной хромаклрафии на xpoMaroipatJw Chrom 5 с пламенно-! юшки тонным дегсклором на стеклянной кшонке ( длина 250 см, диамстр 3 мм) с 4 % СЕ 52 на Cliromosoib \V (100-120 меш). На хромагофаммах фенольные продукты окислении идентифицировали по .времени удерживания при сравнении со стандартами. Среднее квадратичное отклонение в биологических повторностях не превышало 5 %.

РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Клеточная стенка шгглкчных проростков пшеницы в pulse-chase oiceiiepiiMeirrav

Компоненты клешчной стенки редко легально рассмафивашсь среди продуктов (¡хтгосшггетической фиксации '4ССк В фотосинтетических экспериментах, как npaniL'io, применяются короткие экспозиции, необходимые для установления истинной шггенсивности фстосшггеза Ввиду сложности процессов, приводящих к

формированию клеточной стенки, лишь небольшой процент метки в этих условиях успевал включиться в ее полимеры. Поэтому они либо игнорировались, либо характеризовались очень, схематично. Действительно, даже после 40-минутной экспозиции проростков пшеницы в МС02 Доля клеточной стенки в общей радиоактивности растения составляла лишь 1,3%. Однако в ходе chase'периода ее радиоактивность в целом по растению возрастала почш пропорционально времени и через 8 часов после экспозиции в 14СОг составляла 13% от суммарного количества' метки в растении (табл.1). Органы проростков пшеницы имели свои особенности как в интенсивности включения метки в клеточную стенку, так и в соотношении радиоактивности различных, фракций полисахаридов (рис 1). Например, через 8 часов роста доля радиоактивности клеточной стенки от общей радиоактивности органа варьировала от 3,6 % в зрелом листе до 23 % в стебле (табл. 1).

Таблица 1. Радиоактивность клеточных стенок (КС) и выделенной из них целлюлозы в различных органах проростков пшеницы сразу после 40-минутного фотосинтеза шпвкных растений в 14СС>2 и последующего роста в темноте в течение 8 часов.

Радиоактивность

Вариант Орган

клеточной стенки целлюлозы

тыс.имп/мин % от общей тыс.имп/мин % от КС

40-минут корень 23 11,9 5 19,5

стебель 34 3,2 14 40,2

1-йлист 105 0,7 8 7,2

2-й лист 112 2,4 30 26,9

все растение 274 и 56 20,5

8 часов корень 224 20,5- 104 ' 46,2

стебель 1185 23,5 825 69,6

1-йлист 223 3,6 27 12,1

2-й лист 747 11,9 " 395 52,9

все растение 2356 - 12,7 1351 57,3

Клетки внутри каждого органа были также неоднородны по накоплению метки в клеточной стенке. Известно, что лист однодольных растений формируется за счет интсркалярной меристемы, налиму аг основания листа к верхушке создастся градиагг клеток с возрастанием уровня даМ^решшроганносш: примерно 7 мм or основания лист - зона доения, следующие 5 мм - дагартшжсти,' и ближе к середине листа зона зрелых клеток (Мокроносоп 1981). Анализ равных по шоншн высечек ш рхушч! 1ых 301 i листа показал, что в -ю! ic зрелых клеток, обига ралюакппяюсгь которой резко уменьшалась в ходе экегкрименга, в клеточную стенку попадала зиачшельно меньшая доля ассимилятор чем в зоне деления клегек, которая являлась потребителем ассшп топив. Так, в зрелых клетках в цеалюлозу пключ&'юсь только 0,1% маки, а в зонах деления и растяжения - \в 3-8 раз больше. Деля целлюлозы в радиоактивности клеточной стенки в зрелых клетках была наименьшей.

При изученш динамики распределения метки между различными фракциями клеточной сгспкн обнаружено, что через 8 часов роста го всех органах значительно

40 минут

8 часов

100 90

70;

00!

50¡ 40j

зо.

101 о'

í *■ --<

! И [К

Kl)¡>Clll> ci (W.í í. l-n.riltci'.

\¿kÁ О коалит

¡1',:] улр

tvlii

Ко

t-íí

к-орош. стебель 1-й лисг2-п лист

LJ кон

ЕЭ Целлюлоза

Рпсл'тюгс 1. Даля радиоактивности отдельных .фракций в общей радиоактивности гсчсючнои сленки в различных органах hjxijxxhkob пшеницы сразу после 40-мннулного фотосишеза ишакшых растений и '"Си через 3 часов [KV гедуюшего [ххла в чемпше. Оксалат - фракция, растворима и окапаю аммония, КОМ - ({цхьмшя, растримая в 4М КОН, УДр - фракция, растшрнмая в уксусно-азошом реактиве.

увеличивается доля радиоактивности целлюлозы (рие.1). Растущие ткани, как правило, отличаются невысоким содержанием целлюлозы в клеточной стенке (Darvill et al. 1980). В наших опытах доля метки, включенной в целлюлозу, нарастала со временем наиболее интенсивно именно в растущих тканях. Выявлено также изменение соотношения различных' фракций' полиёахарцдов матрикса между собой. Так, в стебле доля

рациоакпшносш полисахаридов, извлекаемых уксусжкштым реактивом, в ходе

эксперимента возрастала от 1/4 до 1/2 (рис. 1). • '

Таким образом, в наших экспериментах на целых проростках пшеницы уже за несколько часов обнаруживалось резкое отставание прироста рздиоакпшносш полисахаридов матрикса от npiipocia радиоактивности целлюлозы. Однако для' более детальных исследований процессов, происходящих в клеточной стенке, необходима модель с детально охарактеризованным составом ее полимероа ■ .. •'.

2. Лен-долгунец, как модель для изучении метаболизма полимеров клеточной стенки - - *

Удобным объектом для изучения метаболизма структурных полимеров нам показался лен-долгунец - одно из немногих однолепшх растений, в котором процессы биосинтеза компонентов клеточной стенки идут очень интенсивно. Однако, несмотря на то, чш стебель пьна используется гак источник натурального волокна с древних' времен, не только процессы его формирования, но даже биохимический состав был охарактеризован слабо. Различные органы одного растеши, которые при одинаковом генотипе образуют клеточные стенки с отличающимися характеристиками, могли бы стать удобной моделью для изучения механизмов дифференциации клеточных стенок и метаболизма их компонентов. В связи с этим был проведен детальный анализ состава структурных полнсачарвдов различных органов растений льна При этом наибольшее внимание мы уделили анализу различных частей стебля, поскольку именно его ткаш отличаются наиболее интенсивным сшггезом компонентов клеточной стенки.

Содержание статочных стенок в различных органах растений лыи соспшляло от 40 до 75%. Содержание целлюлозы во флеоме шменялось с 39% на сгадии быстрого роста до 52 % - на стадии бутонизации, при этом в ксилеме содержание целлюлозы оставалось постоянным -(табл. 2). В ходе ' последующего роста содержание целлюлозы продолжает нарастать и в зрелых волокнах достигает 70-S0 % (Morvan et al. 1989; Лозовая и др. 1990). -

•• Таблица 2. Содержаше мопоуронцдов в полимерах клеточной стенки и различных фракций полисахаридов в клеточных стенках ксилемы и флоэмы стебля - лы п 1 п раз! нлх стадиях онгош юза (% ог с>хой массы)

ФраКЛ И (Я М0Н0\[Х> оксалат 0,2 М 4 М ' У/1Р Целлю-

Вариант низы * аммотвтя №ОН . МаОН лоза

Флоэм;т, быстрый рост РД 15,7 8,8 16,0 27,8 39,0

Ксилема, быстры!! рост [1,01 3,6 11,7 17.9 34,8 32,0

Ф;юэм;1, бугеш нация [6,7] 14,4 8,1 8,8 16,0 52,7

Ксилема, бугошшция [0,9] 4,1 133 173 34,1 31,2

*МопрЯ*ЮТ)М опрелэтоти н киетчных слепках до ¿«юришш!. Фри^ат кинемой стаки эгаярапфокши (юснедмшшыи Ссвдмиах; фриаиг,/, рцдворндюй в )щаккпстт рслкгиге, определял! I гю рал шце в вссс литер; ила до 11 носие обрпбош 1) 1М.

Изучение моносахаридного состава и типов связей между моносахаридами позволило охарактеризовать набор полимеров во фракциях клеточной стенки в различных частях растеши льна. Несмотря на значительную разницу в содержали пектиновых веществ, их состав сходен в различных органах. Около половины этой

фракции составляю г входящие в состав нескольких полимеров ) ромовые кислош, а qx.ui пей ¡ральпых моносахаридов, наряду со ¡¡семи шмтнаггами зипичных для двудольных рамнотактуронана и арабшклагакгаиа, прпсхлствмот значшелшые кшшссша (до 50% ог суммы нешразьных моносахаридов) слабо развстпешюго 1,5-арабинана (табл. 3).

В составе щелочсраспюримых ф^кпий клсгочных стенок различных органов нмеюю! существенные различия. Основными их компонешамн являются производные ксилозы, которая аходт в состав двух полимеров: ксилана и ксилоглкжлна. 1 Гх пропорции с}шеслпенно отличались в разных ор/апах: ксилоглюкап составлял большую часть щелочерастворимой фракции в листьях и в растущей верхушке, в то время как ксилан был основным полимером этой фракции в корнях, гмпокотипе и стебле. Очень котрастным было соотношение этих полимеров в ксилеме и ф.ю >ме. 'Гак, в ксилеме более 9л'1;, щелочераспюримых фракций состлиляла 1,4-стагл!шач ксилота, кто время как во флоэме состав полимертв был значительно более разнообрашым и ле1ко выявились сняли, типичные для ксили люкаиа, 1,4-ко иш 1а, (галакго)-глюкома1 п она (табл. 3).

Таблица 3. Тип связи моносахаридов в полимерах различных фрак клеточной стенки флоэмы и ксилемы растений льна в фазу быстрого роста (маль%)

Фракция Оксалат аммония . , ОДМЫаОЦ. . 4М№ОН .

Флоэма Ксилема Флоэма Ксилема Флоэма Ксилема

Тип связи

2-Рам 10,9 5,8 4,9 0,1 0,4 следы .

2,4-Рам следы 5,8 '3,6 ^ 1,6 1 1,0 ,05

/«-Фук - 0,8 следы следы следы

/л-Ара следы 2,5 следы - 0,5 -

5-Ара 44,2 17,2 31,2 1,8 3,9 ■оз

2,5-Ара , - -. . 2,4 - - • ■ -

3,5-Ара 2,6 23 3,4 - 0,8

м-Кси - следы следы Ы 5,6 0,8

2-Кси - -, - 3,7 -

4-Кси 3,2 " 16Д 7,2 86,5 28,9 ■ 863

2,4-Кси - ■ 1,8 следы 63 •.2>2 6,7 •

4-Ман следы 1,8 0,1 следы 8,5 1,4

4,6-Ман - .. 0,6 0,7 03 23 0,4

/л-Гал 6,5 , 9>2 ЗД 0,6 4,7 03 .

2-Гал - - - 03 6,0 ОД .

ФГал 19,4 9,0 26,1 "0,7 5,8 0,4

6-Гал следы ИЗ 13 03 0,7 од

3,6-Гал 4,6 9,0 43 0,4 13 ОД .

т -Глю - ОД следы следы 0,4 следы"

4-Глю 7,1 6Д - 9,8 03 ■ 9,5 1Д

4,6-Плю - 02 - • 03 од 11,4 1,1.

■*ОЗозат1сп!!С 2-Рам, например, соотсгхп^иг о'-тлку рпчнепы, к которому в шюлташи, ( присседткн шорой сахлрнын остаток; прошводным, которое пьешчлоа. ири этом с помсшло'ГХ МС бьпо 1Д5лр||Ч>а1Кпп-(1-леЛ:1ср1ю)-3,Фд1ьО-летал-<5-;1ЛКС1'л1Ш!111гг.

Колоночная хроматография щелочерастворимых фракций на ДЕАЕ-целлюлозе позволила выделить для последующего детального анализа структуры полимеров

субфракцпп, обогащенные, судч по результатам моносахарцлнот анализа, !жилог»!оканом-и кешшом. Кашошюкан был _оха]тлеризоваи_ нулем сравнения олшосахарпдоп, получаемых при сю nuipoairo и гидролтс кситоглюкана тамаринда с твестной структурой. Этот полимер у льна имест характерный для двудольных состав и содержи! 'семичленные олигомеры 1\си:,Г.под, когорые в некоторых случаях дополнены боковыми цепочками изш-Гал- или /«-Фук-(1->2)Тат-.

При характеристике кенланл мы счбрапиш внимание на то, 1по, судя по количественному соотношению мопо- и дшамещенных остатков кешози, лог полимф, состанляюишй основную .массу полисахаридов клеточных стенок ксилемы и об] труживаемый в клеточных сгенках всех ист алы илх част ей pací ci п ш лънл, разветвлен через каждые 12-13 остатков ксилозы. Однако состав боковых цепочек оставался неясным, поскольку ни терминальной арабпнозы, ни каштншбо другого неГпралыюнз моносахарида в составе фракции обнаружено не было. Восстановление уроновых кислот этой фракции NaBD^ после активации карбоднчмндом и метилирование с использованием CD3I позволило усгановтъ наличие »ь(4-0метил)-ппокуро1ююй к;[слои.i Причем вес боковые цепочки ксилпна лредстяилены только згам •тоихтшслсм. Степень ршветленностп kcimai iaGi.mo;uti иконой во всех органах.

При разделении на колонке Ьср'пагоч: 4IV2(X) шдорпашримой фракции полисахаридов <|хю лил, ксилемы и расту шей верх\ шки обиаружеч ю. чю часть iijxxjiiuw элюцин сходил лля псех трех анализируемых частей расгаш (рис. 2). Полимеры зюй подфракции содержа i арабинозу, галактшу, а также белок, то есть, по ¡сей вероятности, яа'1я101ся арабипоглдлкта.чопыми белками, наличие различных типов коюрых в растительной клетке хорошо известно (Hncher et al. 1983). Бо флоэме, однако, прпсттствуст специфичная высокомолекулярная (>500 кД) подфракния, которая не oGlJapwKiiKicic« нд в ксилеме, ни в растащен верхушке (рис. 2). Гкстки в ней не выявлены. Моносахаридный анализ показал, что она по'пи полностью cocroirr m галактозы. Метилирование компонентов специфичной для флоэмы подфракции щ'К'рлпиориммч полимеров иоию и но установит, чю в (хповппм она представлена 1,-(-агиашми галактоюй, небольшая часть ынирой iixxvi раяйлнклшя и fA2 inn О-З положении, причем сдскепхдшым терх-.пначмнлм ca\a¡VM быта тоже галактоза (рис. 3). Uü»:oai¡o, "по (>"чк!р\/Ьонш.!е l,i-i;ii:wcia)iw нриис.лжепы к состоящим m рамнозы цепочкам с высокой степенью разветоюнности, поскольку выявлено наличие

s к о о>

•zt

С 0.1 -

о с

0.4

0.3

: 0.2 -

20 30 40 50 > номер фракции

Рисунок 2. Спектр элгоции водорастворимой фракции ш флоэмы (fiber ре растущей верхушки (growing tip), и ксилемы (xytari) после разделения на кале Sepharose 4В-200. Содержание Сахаров определяли спсктрофотомелрически по мст Dubois eta]. (1956). .

rt СL, О h

<и Н cj Ч

са ь о

премя удерживания (мни)

Рисунок.! Хромата рамма ахлиюл-ацегагаи продуктов гидрол] мстлли|хяанпых прхлшводных полисахаридов специфичной для (¡поэмы jii подфракции родорклшримых полимеров. Пики цхипглдных иденгифнциро-кии I юмощыо масс-спекл po.Mcipiii i.

2,4-рамнозы (в то время как -2-рамноза присутствовала лишь в следовых количествах).

Подаодя mor анализу состава клеточных стенок ряпичных частей стебля льна, — можно отмел пъ, что набор ее полисахаридов в шпемс - один из наиболее ripocrbix: Cívico 90 % соспвдяюг два полимера - (4-Омспи)-гтокуропо-1,4-P-D- капан и целлюлоза Во флоэме сослав полимеров значительно более рашообрахн и включаег. наряду с липнчпыми для двудольных полнгалакгуроповой кислотой, рамногалактуронаном, ксилоглюканом и пшкгамашшом, сюборалзспятапшю араб] шаны, голакланы, кснланы и ткансспецпфичный высокомолекулярный водорастворимый галакга! i.

С нашей лолш зрения, рястения льна - удобная модель для изучения метаболизма клеточной сгенки. Се преимущества можно суммировал ъ следующим образом: 1) редкое одналетнее растение, специализирующееся на "суперсишез" клеточной стенки в некоторых тканях; 2) состав клеточных стенок относительно ¡грост и хорошо охарактеризован; 3) четко выраженные различия в составе клеточных слепок различных органов; 4) простота в разделении тканей с различными характеристиками клеточных стенок; 5) компактное растение. Дополнительные достоинства эта модель им ест для а'петчееких исследований, шхзкольку это самоопыляющееся (но чохииоикеся псрскрсспкwy самоопылению) 2N pocicnuc (Pastovoit, 1973) с ошосшсльно небольшим ichomom (1,5 пи' д11к''2с я,'!ро, менее 50% повторяющейся днк) (CliIIÍs, Cleaiy 1985) для которою о iработал komjbjckc методов биотехнолопш (Оопу. МсГ lucjicn 1991;Mc,Slieílieyeta!. 1992; Mlynamui et al. 1994).

3.1 [мисахлрпды клегочпыу слепокиппиепплх растений .лыы в paho-cbasf эксперимет-ах

13 ходе pulse-сЬач: экспсрнчетттов с растениями льна клеточная стенка пшребляда значительную часть яссималчюа líe радиоактивность (чгзко ворлссш после завершения экспюиции с IJCC>2 и через 8 часов во многих органах составляла около лрсти от общей радиоактивности ткани (табл. 4). Наиболее интенсивный подъем

исходной радиоактивности клсючиоП стенки наблюдали в ксилеме, где она . )юхи!чшш.х|. пропорционально времени. 13 дальнейшем прирхл р;гшоак тишюсш клеточной стенки прекращался, что связано, л первую очередь, с разбааленяем метки в метаболических фонпчвжюфогосшпея в естественной ашосфсре.

Таогашд4.

Радиоактивность клеточной стенки и ее доля в общей радиоактивности ткг различных частях растений льна сразу после 40-минушого фотосинтеза шпак растений в "СОг и послед}тощего роста в есгесгвештьтх условиях влечение 8 часо

Вариа> п° '40 минут 8 часов

• млн. имп/мин % от общей млн. имп/мин • % ОТ общей

флоэма 1.0 7 5.6 34 -

ксилема 0.3 4 4.4 34

верх стебля ' 2.0 ' ■ 8 72 » 25

гипокотиль 02 5 ' 1 . 23 . 24 .

корень 02 - 3 2.0 38

При анал! се радиоактивности отдельных фракций клеточных стенок разли1 оргшюв льна мы 061 гаруяз ил I, чга во флоэме, так же как и в проростках пшеницы, радиоактивности целл!олозы резко увеличивалась со временем, однако в др органах этого не наблюдалось, и доля целлюлозы в радиоактивности клеточной ст могла оставаться постоянной (табл. 5).

Таблица 5. Доля целлюлозы (%) в общей радиоактивности клеточной спек различных частях растений льна сразу после 40-минушою фотосинтеза шпага растений в ' 'СОг и последующего роста в естественных условиях в течение 8 часов.

Часть растения 40 минут 8 часов 24 часа

флоэма 37 62 56

ксилема 39 42 41

верх стебля 29 30 35

корень 39 33 36

Обращает на сеоя внимание (])акг, чю соотношение радиоактнвн моносахаридов во вновь синтезированных нолисахарвдах мафикса клеточных ст режо отличалось от пропорции, помеченных сахяров и практически выравнива сней через сучкл1(табл.6).Нш1болеез;гч1СТНь1Л!огли,1|]ск1бьгавь1сокаядаля шоке

Таблица б. Содержите моносахаридов (моль%) и доля их радиоактивности (%) в полимерах пщролшуемой трифгоруксусной кислотой фракции клеточных стенок в равпчных частях растении льна сразу после 40-мипупюго (¡хлоспшеза ипгакшых растений в 'Т'ОгИ после/1уюп!сгоросга и еслсспишых условиях в течение 8 и 24 часов.

Часть Вариант Ф}к Рам Ара Гал I лю Ксп

[хюсния

Флоэма масса. л - 6 20 24 29 19

раиюаклнвпость

40 мшу 1 1 о 8 19 61 9

8 часов 2 3 8 32 43 12

24 часа 2 3 12 41 31 II

Ксилема масса 1 4 9 п 12 60

радиоакп шнос гь

40 минут следы 9 12 2 58 18

8 часов следы 5 5 9 25 56

24 часа следы 3 4 И 11 71

!!срх масса : 5 34 23 14 1")

стигл радиоактвшхль

-¡О мипуг з 5 17 26 43 6

8 часов з 7 21 28 23 19

24 часа 3 8 24 34 16 15

Корсп. масса следы 4 17 Ю 12 %

рллпоахлпг.тхль

40мннуг слецы 3 11 6 59 21

8 часов 1 4 11 11 14 оо

24 часа I 4 11 11 14 59

011-11.|»!И11С МОП'Л'ПХ^ШЛОП Б ГМ1П',К-]\1\ ПI '¡41',11 ;ус\:' 1|"| [¡"г'гП^Л.'С.ПЮЙ КНСТВТГЙ фрЯИВИ»

к.хП1»ньгчс!икж 14.с\1т»«чи ппирчинных («/И'.лчг. 1;с тмини в о. счюлювм'и пх'мя )!чС1!Г|1ц',:ипа

которая наблюдалась сразу nociie экспозиции в "СОг во всех проаналширова] органах. Она снижалась в ходе chase периода и через 24 часа выравнивалась с масс долей глюкозы. Зная радиоактивность растворимой в три(]поруксусной кис фракции клеточных стенок и долю в ней отдельных моносахаридов, мы рассчи . радиоактивность четыре^ основных Сахаров (глюкозы, шшозы, галайш арабинозы) и сравшши ее с радиошаивностыо целлюлозы (рис. 4), поскольку полимер не подвергается метабализации. Во всех органах наблюдается отстав прироста радиоактивности глюкозы от прироста радиоактивности др моносахаридов, а в некоторых - уменьшение радиоактивности глюкозы со времене;

В ходе chase периода юменялась доля радиоактивности не только глюкозы,' других моносахаридов, причем изменения имели специфику в различных органах, соотношение радиоактивности ксилозы и арабинозы в ксилеме льна увеличивало сутки с 3 до 18, а во флоэме почли не изменялось (табл.7). Сразу после заверш экспозиции в "СОг, соопюшение радиоактивности этих моносахаридов в разли1

% флоэма ксилема верх стебля корень

4Un>*I 8ч..г 34

21 -.л Ара

Яч.1с 24

Рисунок 4. Ралиоакпшносп, отдельных моносахаридов пиролизу« лрифгоруксуспой кислотой фракции и целлюлозы клст очных cichok флоэмы, копт !«рха стеб;ш и корня растений льна ершу росле 40-мпнушото фоюешггеза ишак растении в "СО: и последующего роста в естественных условиях в течение 8 часов.

Таблица 7. Соотношение радиоактивности ксилозы и арабинозы в полимерах гидролизуемой трифторуксусной кислотой фракции клеточных стенок различных

частей растении льна сразу поезе 40-минупюто фотосшгтеза с "СО, и после роста в ______естественных условиях в течение 8 и 24 часов.

Часть растения 40 минут 8 часов 24 часа

флоэма 2 2 1

- ксилема 3 и 1S

верх стебля 1 1 1

корень 2 6 6

органах было значтельно более выровненным, чем через сутки.

Соолноитении массы отдельных моносахаридов в полимерах гидрошвуе-мой трифторуксусной кислотой фракции и их доли в радиоактивности сравнивали через сутки после экспозиции в WC02 и через месяц после нее. В этот период растения продо;и(алирасти11дляанал1швьв1ле1ш1иот\1ече1д1)лоповь1соте зону стебля,

Таб. л il 1.л 8. Содержа! п ic moi юсахприюв (маи.%) 11 до. ш i tx pariюакл miюеш (%) в полимерах гидролиз) смой лрпфгорхксусной кислого» ф[хжиии клеточных стенок флохмы и ксилемы через cymi и nqxri .мссян роста в сстестшшых условиях jipcic 40-минушою фоюсишста итакшы.х pieiennii льна в 1 '(.'(

Часть Вариант Фук Рам Ара Гал Глю Кси

растения

Флтмп масса сутки 3 8 16 25 28 21

масса месяц ! 5 14 8 48 23

радиоактивность сутки следы 5 10 46 28 13

радиол ктив! юстъ месяц следы 5 13 17 41 24

Ксилема масса сутки 1 4 7 ' 11 12 65

масса месяц 1 4 5 б 20 66

радиоакшвностъ сутки следы 4 3 7 15 72

рад! юакп Ю1 юстъ месяц следы 3 4 5 18 70

аналогичную зафиксированной через сутки. Во флоэме обнаружено значительное измененне соотношения отдельных моносахаридов в полимерах матрикса клеточной стенки (табл. 8). Уменьшение массовой доли галакшзы за этот период .могло бы происходтъ за счет синтеза новых порций немеченных полисахаридов с низким содержанием галактозы. Однако уменьшение доли галактозы в радиоактивности фракции (табл.8) означает', чро мог произойти пшрализ часш ранее сшгтезированных меченых полисахаридов, содержащих галактозу. Это подтверждается и результатами расчета радиоактивности отдельных моносахар! щов, Сделанного на основании данных о радиоактивности полисахаридов матрикса 'и доли в них соотвегств)ТО'щ)к моносахаридов. При увеличении радиоактивности всех остальных моносахаридов, во флоэме происходило уменьшение ращюактттиосш галактозы (рис. 5).

Измененне в соотношении радиоактивности моносахаридов со временем может бьпъ связано с процессами расщепления и/или модификации полисахаридов, происходящими в клеточной стенке. Поэтому мы попьггались нроанагаиртвать активность некоторых ферментов, которые могут участвовать в этих процессах.' Для

тыс. импУмни (¡1лоэма ' - ки'ше.ма

2500г 2000 1500 1000 500 О

сутки месяц сутки .месяц

Глю -•- Кси — ■. Ара ' —Гал Рисунок 5. Радиоактивность основных моносахаридов в, пиролтнуемой лрифюруксуснон кислотой фракции клеточных стенок во флоэме и ксилеме растений льна через сугки и через месяц' рост в естественных условиях после 40-мштушот фотосинтеза ннгакшыхрастении в ЫС02 (тыс. имп/мин).

отн.сд. быстрый рост зеленая спелость

30т _

25¡ i

20; . ••

-15Í---------------------Ш------------------------------------.___________

10- ^ í К"!

- ÄC'vj* , ,<__n:::ní ik "--i

ксилема флоэма ксилема флоэма

ГГПГТТГШ к---I

L КСИ ТЛЮ

¡3 тал i.....¡ apa

Рисунок 6. Флуоресценция метилумбеллиферона (опюаггельные единицы) после инкуГгсШни различных мстшумк^ыинк^ыыикотилов с полными шмотсилами ксилемы и флоэмы стеб?» растений льна на стадии быстрый рост и зелештя спелость. За единицу принята _ флуоресценция мептумбсллн(1>срона после инкубации 4-л1апи1)'Л1бедл1[(]х,р11л-13-кс1ию11Н[)анозцдасгомогспалом ксилемы на каждой из стадий, кси - 4-мсттшумбеллпфср1ш-1> ксилопиранозид глго - 4-мсп шумбедгн гферз m-D-глюкош ipaiiroi щ тал - 4-мепшумбеллпффил-Е^-галак'гопиранозид ара - 4-мец%т\1беллиферил-1^арабииоф)ранозид

лого непшьзешин (¡xnoopoivimue c»ívij\in>i рлинчпых ппкомеш При разделении CICÚ14 растения, mixo.iiminci ос я па стадии быст)Х>го роста, на кешопмо и флптлную части быю oómp/KciK), чю более высокой шепни кхлыо (в расисте на jjaioc растение) облалакн (¡хгрмешы флоэмы (рис. 6)

Обнаружено, что ir? анализируемых ф<срмстоп в юмогакиах стебля льна наибольшей акпи«юешо облачают (V1,-I-i:iioko«vuiu и ß-1 .Фптетегатеза. На поздних стадиях рязшгп-ш растений (желтая спелость) спектр актзшности различных пшкояп!» менялся В экн период oinoivnc'.i акитноси, глпкозидаз ш флспмс стаиовшея ниже, чем в ксилеме. Пели соошошеипе акл пит vi и ¡xu шчных (¡«ермешен в ксилеме сохраняется, та во флоэме резко уменьшается активность галакгазидазы и возрастает у арабипепидазы (рис. 6).

4. Фсшх п.] ил с о ч'. пшениц к кл очных ei емок л i>na

Кдсточные асики высших растении co.icp/hai, помимо сложных полисахаридов, c|ci м.льные соединения, icoiopwe обычно подразделяют па две ip\ пиы: липши и связанные гпдроксикоричиые кислоты. Эт соединения мшут связываться с

полисахаридами клеточной сгепки и модифицировать их свойства Большая часть опубликованных данных по характсрисшке фенольных соединений клеточной стенки была получена на тканях и органах древесных растений.

.. При анализе фенольных соединений различных частей стебля льна мы обнаружили резкие отличия в их составе в ксилеме и флеоме. Проведенный нами ГЖХ анализ фенольных продуктов окнелення клеточных стенок с помощью C11SO4 - NaOI I свидетельствует, что доминирующий вклад в (¡«нольную фракцию клеточных стенок флоэмы вносят производные феруловой кислагы, а содержание в ней классических монолипюлов очень низко. Сходдае результаты были получены и при анализе выделенного лытяного волокна, хотя трудно-экстрагфуемые фенольные соединения его клеточных стенок обычно считали лигнином и даже использовали как маркчзр качества (Званский, 1981, McDoughali et al 1992, Тихомн]Х)ва 1987). Hi nepcci го, те большая часть фенольных кислот Tie удалялась из клеточной слепки ни кислотной (при получении "л! илншаКласона"), ни щелочной (при.меняемой для экстракции фенольных кислот) обработкой.

В ксилеме льна содержание фенольных соединений в несколько раз выше, чем во флоэме. Среди продуктов окисления клеточных стенок ксилемы около 90% составляют npoi овод1 тыс лигнш ia.

Таким образом, к достоинствах! растений льна как модельного объекта при изучении метаболизма клеточной стенки, можно 'добавить четкие различия между фенолытыми соединениями различных тканей, что дает возможность изучения механизмов ретуляции состава фенолов клеточных стенок.

5. Шшнппе стресса на метаболизм клеточной стенки

При изучении влияние стресса- на метаболизм клеточной стенки нами анализировались изменения в перераспределении метки между фракциями клеточной стенки под воздействием пониженной темпералуры, засухи и некоторых условий процедуры выделения протопластов. При анализе влияния пониженной температуры проростки пшеницы уже после экспозиции в 14ССЬ делили на две группы, одну' из которых выдерживали при температуре +24°С, а другую - при+4"С. Включение метки в клеточную стенку в ходе chase периода при +4°С заметно ниже, чем в контрольном варианте, однако степень снижения радиоактивности отдельных фракций неодинакова (табл.9). Особенно резко падало включение мстки в целлюлозу. Наиболее отчетливо

Таблица 9. Радиоактивность (тыс.нмгЛшн.) отдельных фракций клеточных стенок в различных органах проростков пшеницы после 8 часов роста в темноте при нормальной (+24 С') и при пониженной ( 44 С)темпераiyре после 40-мппупюю — фотосинтеза интактнмх растений в ''СО?________ _____________________________________________

(ОД - фр'.кцпя.рклнртия иокеатае амчечв .s. К( )' I - фрил рюкримлч ьЛМ kï)[ [. УАР - [¡'рам п п. рпсгаориипя в укслп к>азашом реактиве, Цслл - исгетогкта)

Вариант Орган ОА КОН УАР Цслл

+24 С° корень 25 62 34 104

стебель ^ И17 167 825

1-й лист 58 93 46 27

2-й лист 82 169 101 395

+4 С0 корень 5 6 6 7

стебель 19 26 33 126

1-й лист 32 62 27 И"

2-й лист 60 158 70 64'

■j¡о тамспю i») ин)(Х)м растущем листе, где риджикшыюсн, пе.ию. :о:ы ниже, чем в KOinpaiuiOM isijiiuiifie, в 6Л pi l л i о i;¡vm:i как ?.:а;рпкеных полисахаридов - в i ,¡ -1.6 pivi. Печение алилнии условий выделения п]М[опллеюв на включение мсткн i>л фраКЦШ1 клеточных стенок В CUÜWIX WpOVl тжж показало сисширичсскос инпiuiipo!Mi ¡i:е синтеза iюллюлозы.

Вместе с тем, при сопоспиыснин jxvoKxucnionocni ¡хшичных фракции клеточной стенки проростков пшеницы сразу после pulse периода и после роста при пониженной 1емперги\ро можно орлстнн., чы сшпеч cip\кл\рпы\ полисахаридов все же происходил, причем, как правило, рашюакпшиисть целлюлозы прирастила и большей степени, чем радиоактивность полисахаридов магрикса (как и в контрольном варианте). Однако разрыв л темпах прироста значительно менее выражен, чем три нормальной iei.;i:epai)]X'.

При изучении алиянпя застаи на метаболизм ю ksi очных стенок в ради си opianax растении лы>а \ с ¡опия засучи (хчхпечнвчш уже до лкеиолиши в ''('О; ГТоэгому включение метки в ходе 40-мпп\лного фопхл^еиоыичаклжвкиш^хмьнол! и опытом варианте в 1,5 раза, замедлялся опок ассимшшон (через сутки доля

радиоактивности.листьев в общей радиоактивности растений составляла 37'/о, вместо 22Х) - к контрольных растениях), резко возрастали потери углерода в дыхании (через супш общая радиоактивность контрольных растений была в 2,5 раза выше, нем в расгешых, подвергнутых засухе). -

Радиоактивность клеточной стенки флоэмы и кашемы расгсипй в условиях засухи отличалась от контрольных растений qray после pulse периода в 4-5 раз, а через сутки - в 12 раз во флоэме и в б раз - в ксилеме. При этом включение метки в различные фракции клеточной стенки изменялось по-разному (табл. 10). - -

Таблица 10. Влияние засухи на включение метки во фракции клеточной стенки в различных частях стебля растений льна дзазу после 40-минушого фотосшггсза интакгных растений в '"СОг и последующего роста в естественных условиях в течение 24 часов (млн.импУмнн.).

(ОА - фракция, растворимая в оксалатс аммония, КОН - фракция, растворимая в 4М КОН, УАР - фракция, растворимая в )тссуа го-азотном реактиве, Цсял - целлюлоза)

Вариант Часть стебля контроль засуха

ОА КОН УАР Целя ОА КОН УАР Целл

40 минут ()июэма ксилема 0,26 0,23' 0,08 0,18 0,08 0,24 0,12 0,18 0,04 0,08 0,02 0,02 0,03 0,04 0,02 0,04

24 часа флоэма ксилема 0,93 2,28 0,84 5,99 0,57 6,20 б,оо : 12,18 0,17 0,80 0,14 0,94 0,08 1,06 0,41 1,25

ОБ СУ ЖДЕНМ Е РЕЗУЛ ЬТАТОВ 1 ЛУТстаболтацнн полисахариде» клеточной стенки и се виды С нашей точки зрения, увеличение в ходе рике-сЬазе экспнриментов доли мелки, включенной в целлюлозу, происходи за счет мсгаболизащ и ¡значительного количества молекул матриксных полисахаридов, В]х:мя жшни которьрс составляет не более I кхкольких часов. Мсгабол) гзлцней пол) [сахарпдов клеточ! юн сгенкз I мы будем называть различные виды их гюстсшггешчески.ч модификаций, происходящие за пределами плазмялеммм п. заключающиеся в полном или. частичном тд]Х)лнзс полимера и/или изменении числа образованных им связей.

В некотором смысле, их можно счипт. "повторным вовлечением в метаболизм" ранее с? н тезированных молекул, хотя процессы а лггеза и метабол шции конкрешых патимсров иногда могугбьпъ практически не раздела л,i во времени.

Расщепление каких-либо комгютгатгаГт^^чнойсгашгдошсно приводить в pulsochass экспериментах к шмененшо ооотноикння радиоактивности ее различных фракции со временем. Б наших опытах на цеш.к проростках пшеницы уже за нескольких часов обнаруживалось резкое отставание прироста рад юакп гвности полисахаридов матрикся от прироста радиоакптност целлюлозы. Доля радиоактивности целлюлозы в обща! радиоактивности клеточной сгажи возрастала в ходе chase периода во всех органах растения (табл.1). Различные полисахарид!,!, вероятно, вовлекаются в процессы мекболюацни неравномерно. При анализе содержания отдельных полимеров клеточной стенки быстро магюол воруемые полисахариды могут удавливаться лишь в виде минорных компонентов, в то время как обьем их а тнтеза может бьпъ очень зт шигелы зым. Следует иметь в виау, что часть меченых полисахаридов могла бьпъ мегаболизирована уже за время глотка и реальная скорость их лщролиза аце выше, чем можно предпалож>пъ из наших данных. Кроме того, получаемые в ]>дульлаге расщепления полимеров клеточной стелют моносахариды могут упьлнзироються клеткой и вновь включаться в состав клеточной слепки.

Выявление в наших экспериментах быстрой мепюоллзлции компонентов клеточной стенкн в системе целого растения стало возможным благодаря высокой :>1х}х:ктивности включения метки in 'СОг и относительно короткому времени глагка, необходимому для выявления вновь синтезированных полисахаридов. Использо1занне на целых растениях экзогенных 'ХТ-сахаров в качеспзе субстратов не позволяло вводил, мечку в структурные полисахариды столь эффективно (Gibeaut, Caipita 199I;Goubetetal. 1993). Возможно, это связано с тем, что вновь сшггези]Х)ванпые продукты (]ютоспягеза используются в синтезе полисахаридов, клеточной стопки предпочтительнее экзогенных сахп]юв (Tarchevskii et al. I9S4).

Резкая разница в темпах прирост радиоактивности целлюлозы и полисахаридов матриксл клеточной стенки была обнаружена при использовании |4ССЬ и на целых растениях льна (тол. 5). Возможно, несмотря на различия в составе клеточной стенки, это одна из общих черт ее формирования у однодольных и двудольных растений, хогя полисахариды, принимающие участие в этом процессе могут бьпъ различными. Интересно, что у растений льна увеличение доли радиоактивности целлюлозы в ходе

chase периода всегда было четко выражено во флсомной части стебля и полностью отсутствовало или слабо проявлялось в ксилеме, корне и верхней части стебля. При этом во всех органах наблюдалось интенсивное перераспределение метен между моносахаридами полимеров матрикса (табл. 6), что' свидетельствует о наличии процессов I« метаболизации. Известно, что предшественником и целлюлозы, и нецеллюлозных полисахаридов клеточной стенки является урвдшщпфосфатглюкоза -(Delmer, Stone 1988). Сочетание фактов неизменной доли радиоактивности целлюлозы в клеточной стенке и интенсивной метаболизации,полисахаридов матрикса может иметь место только в том случае, если имеются различные пулы УДФГ для синтеза целлюлозы и остальных полимеров клеточной стенки. Флоэмная часть стебля отличается от остальных проанализированных органов тем, что почт полностью покрывает свою потребность в'ассимилятах за счет собственного фотосинтеза, в то время как и корень, и ксилема, и верхняя часть стебля являются потребителями ассимилятов. Известно, что в импортирующих ассимиляты тканях значтгтслыия часть пр>пекающей сахарозы может утилизироваться клеткой с использованием обратной реакции сахарсоосинтетазы (Курганов 1976, Feingold, Avigpd 1980). Еще в 70-е года была высказана гипотеза, что часть молекул сахарозоситггетазы локализована на плазмалемме и может участвовать не только в транспорте сахарозы в клетку, но и поставлять УДФГ для синтеза полимеров клеточной стенки (Павлинова 1971, Курсанов 1976). Эта идея была недавно обновлена и дополнена Delmer с сотрудниками (Delmer, Amor 1995). Они обнаружили, что локализация на плазмалемме молекул сахарозосипетазы четко совпадает с местами отложения целлюлозы, и высказали предположение о сутцесгвоватш комплекса сахарозосинтстаза-цсллюлозосшггетзза, ç котором сахарозосинтетаза передает отщепленную от сахарозы уриднццифосфагглгокозу непосредственно в реакционный ценф целлюлозосинютазы без промежуточного этапа транспорта внутрь 'клетки. Остающаяся в этой реакции ' фруктоза проникает" в ¡слетку и испальзустся для остальных нужд, в том числе для образования полисахаридов матрикса В этом может заключаться механизм разделения пулов УДФГ для синтеза целлюлозы и остальных полисахаридов матрикса, о наличии которого свидетельствуют наши данные. Различные; виды растений, ткани внутри одного растения или даже одни и те же ткани в ходе развития растения могут отличаться по соотношению двух основных систем транспорта сахарозы внутрь клетки (через сахарозосинтстазу и через инвертазу) (Курсанов 1976). Одним m следствий полученных памп результатов, является необходимость большой осторожности в

выборе экзогенных субстратов для изучения метпбазшма клеточной стенки, поскольку использование, например, меченых Сахаров может приводить к искажению реального соотношения синтеза различных полимеров.

В ходе наших экспериментов и па проростках пшеницы, и па растениях льна jiponOTOTL'îô^îmieHÇinie "соошошеипя-ралилзктивносги- не -только, полисахаридов' магрпкеа и целлюлозы, но и отдельных фракции полисахаридов мафнкса между собой (рие.1, лаол.11). Причем эти тмеиеиия нередко носили специфичный для данного органа характер. Изменение соотношения радиоактивности различных фракции клеточных стенок происходило не только в течение первых суток после фотосинтеза с ^СО?, но выявлялось и в ходе ды пели юга сЬач: nepi юла f Lanpi мер, во флоэмной част стебля уменьшалась доля пектиновых веществ.

Таким образом, результаты анализа соотношения ралиоакшш юеш различных фракции полисахаридов клеточной стенки в ходе фотосинтепгтеских pulse-clmse экспериментов с i иглистыми растениями пшеницы и льна свидегельспзутот о том, что может иметь место значительная мегаболизация вновь синтезированных полисахаридов клеточной стенки. Для дополнительных доказшсльспз ее наличия и характеристики задеис'гвчвшшых в ней полимеров был проведен анализ перераспределению метки между моносахаридами, входящими в состав различных-компонентов клеточных слепок.

В качестве удобного схнйкла для исследованы мегаболи'.ма клеточной стенки были ярсдлаксны и использованы растения лыи-дауица. При анализе полученных результатов обращает на себя внимание тот факт, что соотношение радиоакшвкосш моносахаридов но вновь сншсзированных полисахар!щах мафиксл клеточных свснок резко отличалось or пропорции немечеииык Сахаров и в значшельной степени вырав'1 и 1валось с iíeíi через сутки (табл. 6). Некоюрые i езмся ici ii ih были четко выражены и в ходе ядигсшюго díase периода, однако их интенсивность в расчете на едшшиу времени была зналшельио шгл;е. Поэтому при сбсужлспии pe<y/n>тагов мы ов&юм остановимся на процессах, происходящих в первые сучки iu>c.ie фоюешнезл с П(Л\, и i и тех, которые npoi юходят позд! ice.

Рассмстрим динамику включения ме1кпвот;1алы!ыс моносахариды, входящие в cocían полимера» клеточной аенкн. l>ci\словно, сложность заключен! i<¡ однозначных выводов на ociK'ivuuiH iskoiu a¡a.su;a звк.ыоччстея в чом, ч>о каждый моносахарид входит в спеки» нескольких гштх-ров. Однако кткпскс показателей, xajXTKTejiiHyioiuiix динамику ахжилкзда рахипнмх м^пооачар;пои в сочешши с

проведенным нами детальным исследованием' состава клеточных стенок различных органов позволяет нам высказывать обоснованные предположения о динамике некоторых индивидуальных полисахаридов.

Наиболее заметным отличием в распределении метки между моносахаридами клеточной стенки сразу после фотосшпеза с "СОл являлась тысокая доля радиоактивности глюкозы, которая снижалась черт 24 часа В некоторых органах было, обнаружено уменьшение радиоактивности глюкозы за этот период (рис. 4). Этот факт вряд ли можно объяснил, загрязнением крахмалом. И корень,'и ксилема являются гетеротрофными органами, обработка их и димептсупьфоксвдом, и гшокоамилазой, которые экстрагируют и гидролшуют крахмал (Carpita, Kanabus 1987), не приводила к высвобождению в супернатант метки, сопоставимой с ее количеством в клеточной стенке этих органов и в cyncpnarairrc у фагасшггоируютих тканей. Однако доля глюкозы в радиоактивности полисахаридов матрикса у корня и ксилемы была такой же высокой, как и в фотоеннгезируюшнх органах, и именно в ксилеме наблюдали значительную убыль метки га глюкозы.

Можно предположить несколько причин этого эффекта. Во-первых, может существовать разлл! hi ie во врсме) ш попадш шя мега i в глюкозосодержатщ ie иалт ьмеры матрикса и в остальные нецеллюлозные полисахариды клеточных стенок. Существует -три различные реакции образования мономертв полисахаридов матрикса, субстратом которых является УДФ-глюкоза: образование УДФ-галактозы, образование УДФ-рамнозы, образование УДФ-глюкуроновой кислоты, которая в свою очередь является предшественником УДФ-ксилозы и УДФ-арабинозы (Fry 1988). В наших опытах изменение доли радиоактивности глюкозы принципиально отличалось от изменения доли любых других моносахаридов, что означает, что подобный лаг-период существует для всех трех перечисленных реакшй. Пул УДФ-глюкозы в растительной клетке значительно больше, чем пул остальных 11ухлаэз1ЦЩ1 «фосфатов Сахаров, и локализован и в цитоплазме, и в шшлрте Гольджн. Образование остальных нуклсозцдднфосфа-тов Сахаров, по всей вероятности, происходиг в arinapaie Гольджи (судя по данным о распределен! ш ферментов, катализирующих их сшпез) (Feingold, Avigad 1982). Если существуют полисахарцдсшггелазы, встроенные в мембраны аппарата Гольджп и способные испальзовагь УДФГ, находящуюся снаружи, то метка сразу после экспозиции будет преимущеспзенно включаться в глюкозосодержашие полимеры, поскольку не будет разбавляться пулом УДФГ аппарата Гольджи. Во rjce остальные • полисахариды она сможет попадать только после такого разбавления. Механизмы .

транспорта УДФГ в аппарат Гольдам практически неизвестен. Не исключено, что ее переносчик может работать в кооперации с патисахар1исинтетззами, подобно комплексу сахарозоа штегазы и целл! шотосинтатазы. Нал I это так, то мехаш вм с[ штеза шокозосодержащих полимеров матрикса может несколько отличаться от остальных пшисахарэдов и яатяться специфическим л1естом"рсгу'лятппт всего- биосинтеза шпнсахаридовютеточнои слепки.

Второе предположение, хотя и почт невероятное, заключается в том, что радиоактивная глюкоза может включаться в полисахариды мгприкса без предварительного проникновения в цитоплазму и аппарат Гольджи.

В-третьих, может сущеегвовазъ быстро обмениваемый пиокан. Обнаруженное нами уменьшение радиоактивности глюкозы не может объясняться лишь различиями в попаданиями метки в различные ттаеознддифосфаты Сахаров (в злом случае могут отличаться лишь темпы прироста радиоактивности в отдельных моносахаридах), а свидетельствует о п!дрол!ве глюкана Идентификация этого полимера представляет значительный тггсрес. Поскольку в клеточных стенках различных органов не обнаружено (МЗ-глюкозы ( табл. 3), вряд ли это может быть каллоза Знач1гтельная , часть ппокозы полисахаридов матрнкса входит в состав кешюглюкана и галпкто(глюко)ман11лна (табл. 3), однако эти полимеры прочно связаны в клеточной сгснкс и извлекаются лишь сальной щелочью. Может быть, интересующий нас глюкан выходит во фракции, растворимой в оксаллле аммония, где обнаруживается 1,4-связаниая глюкоза (табл. 3). Интересно, что в клеточных стенках растений льна Еыявла и высокая актив.1 юегь [)-глюкчл: сдоы (р; к. 6). Этот ферме* г г может выпад 1ять в растительных клеточных стенках несколько функции: расщеплять шоютиды монодипюлов, являющихся зраисгюртной и резервной формой и процессе биосинтеза лигнина, участвовать в пиролизе гаюкоямодержаиик олигосахаридов, укорачивай, цепочки птгоканег. клеточной стенки (Тгу 1995). Учшывая, что, например во флоэмной части стебля льна, лишни практически не обнаруживался, жяично прегушожитцчю обнаруженная высокая активность [}-плошишазы необходима для расщепления быстро обмениваемого ппокана

Одним 1п догсгатсл¡стп наличия мстаболизатиш полимеров клеточной стенки и реупптании их мономеров ¡г.ггкой чсх;ю бы паи, увеличение со променом уделыкй решкякптясет пентоз по сравнен!по с другими моносахаридами; кешои и грэйяюи легко ебрл;ую1ся I в других моносахаридов, в част нес; и ш шокслы, однако сами могут лишь взапмопревранцтея, поскольку реакция доетрбош питания

глюкуроновой кислоты, ведущая к образованию пещоз ш гексоз, является необратимой (Fry 1988 с.34, Gibeaut, Caipita 1991). Поэтому при реутилизации моносахаридов, образующихся при гидролизе меченых полисахаридов клеточной стенки, должно происходтъ обогащение межой полимертв, содержащих пентозы, причем неметаболизируемых - в большей степени. Действительно, при разделении нецеллюлозных полисахаридов на фракции мы наблюдали увеличите пропорции радиоактивности ксилозы в тцеяочераспюримой фракции и арабинозы - в растворимой в оксалате аммония, при этом темпы роста их радиоактивности были выше, чем у целлюлозы. Соотношение радиоактивности ксилозы и арабинозы счтпается иццикгггором наличия мсгаболизации арабнно'зо-содсрж-шцих полимеров (Gfout, Carpita 1991). Это соотношение в кстшеме льна увеличивалось за сутки с 3 до 18 (табл. 7). Анализ ксилемы в подобных экспериментах имеет неоспоримое пренхтуЩесллю в том, что она имеет практически наиболее простой из возможных состав клеточной стенки, оеновттую массу которой составляют два полимера - ксилан и целлюлоза В остальных органах динамика радиоактивности моносахаридов представляет значительно более сложный баланс измет гсний в различных полимерах.

Вывод о быстром обмене метки в полисахаридах, содержащих арабинозу, можно сделать и на основании анализа водоростворимон фракции полимеров, особенно во флоэме, где масса этой фракции очень зшчтельна В эту динамичную фракцию, помимо водорастворимых полимеров клеточной стенки, попадают полисахариды, находящиеся в момент фиксации в аппарате Гальджи, а также полимеры апоаласшой жидкости и вакуоли, если таковые имеются. В pulse-chase экспериментах из-за продолжающегося фотосинтеза в атмосфере нерадиоаттивного СОг должно происходтъ постепенное снижение удельной радиоактивности быстро обмениваемых полимеров. В наших опьпах доля радиоакпшности арабзплозы в водорастворимой фракции тканей флоэмы падала со временем и была едва заметной, хотя ее массовая доля составляла более 20% . Поскольку ochobi гымя полимерами этой фракции являются высокомолекулярный галаюан и арабшюгапаклан (арабиногалакгановый белок), мы можем и на основании этих данных считать, что арабиногалактан подвержен интенсивному круговороту.

Интересные закономерности были обнаружены при анализе клеточной стенки после длительного chase периода. В наших опытах массовая доля галактозы в полисахаридах мафпкса клеточных стенок существенно снижалась гв ходе разиишя растений (табл. 7). Это могло бы объяснялся синтезом новых полисахаридов с низким

содержанием галактозы. Однако мы наблюдали также существенное падение радиоактивности галактозы полисахаридов матрнкса клеточных стенок, особенно заметное на (Jxine росга ралиоакптности всех остальных моносахаридов (рис. 6). Эго однозначно свидетельствует о расщеплении част галактион. В клеточных стенках льна присутствует'!^ппл.хгошдлп,аклнгл1(хть кбторойТдабенпозамстна со флоэме и в— то время, когда высоко содержащие тииснпы н клеточной стенке (на стадом быстрого роста) (рис. б). Этот ферменг способен отщеплять котшевые остатки галактозы. С нашей точит зрения, в ходе созревания льняного волокна происходит укорочение цепочек галактана Таким образом, ¡хлультаил нашей работы сиидетелтетвутот, что галактаты льнатюдвсртлются значительной мстабалнзании н холе ршвтия растений и облачают ткат кхгпеш ф тчт тосты о.

Обобщи полученные данные, можно иедсяна (наряду с описанными в лигеразуре и не изучавшимися в данной работе изменением степени этфифнтитрованносшуроновых кислот и, возможно, дсаиетилировлнием) следующие виды мегаболизанин полисахаридов клеточной ста тки: а) гидрата части вновь cwmmiqxxanubix пожщ»)в;-Отставание темпов прироста радиоактивности полисахаридов матрнкса от радиоактивности целлюлозы, наблюдаемое в наших опытах, указывает на вероятность гидролиза значительной части вновь синтезированных пет теллюлозных полисахаридов роста шП, растущих в естественных условиях. При этом т трот ¡сходит частичная дсгрсп.ииш гкхн¡.меронjxa'K 141 !i.!x ф)так;иiii матрикса, о чем свидетельствует снегшшие 1смпов прироста всех фракций полисахаридов матрикса. Эти данные хо;хлио согласуются с результатами, полученными на суспензионных кулыхрах клеток, где значтггелыттш часть синтезируемых малриксных полисахаридов вымывалась в cpe;iv культивирования (Fry ¡9SS, с.255). Па ф,опе частичной де,'ратании полимеров различных фракшш матрнкса может происходть специфичный гидролиз некоторых индпвшуатьных полисахаридов. Судя но нашим данным, к ним оп.чхдгтел, в первую очс]х:дь, арабинот илактан и гпюкан.

б)тлтх tan частичное ¡юацапениг полиие/юв то пюли/н клеточной ancwai; Мстпоалттзтруем1,к? полисахариды клеточных стенок дтзудольны.х oxajxiKicpn v,..nx; слабо. По-прежнему дне.с.сатончьтм остается глпр-х: о ¡¡.¡личин !i механизме ггпмсшячЧ метабол! гея г. ш шпоппокига дкудатытыл, с {wcu;c;i;ci!i:o! г.шроти о.нынка механпл; росмжена i к ¡сток (Carpal, Gii'eeoi bV3) В налтпх опытах впервые выявлена мстлоолизация значительно!! части jxuicc ciиijxj.^u¡:ю:и

галактана Этот процесс может определять модификацию клеточной столки при созреваний льняного волокна, наличие которой было продемонстрировано элеюронномикррскопшески по изменению соотношения слоев клеточной стенки с различной интенсивностью цитохимического окрашивания (Сальников с соав. 1993), и. являться одной из детерминант формирования его качества.

в) образование связей с фенольными соединениями;

Так, в ксилеме льна в ходе дшпеяьного chase периода увеличивалась доля радиоактивности очень прочно связанных полимеров, которые не извлекались далее сильной щелочью, а экстрагировались лишь при кипяченш i в уксусно-азолном реактиве или при 170°С в растворе 4 M щелочи. Столь высокая устойчивость этих полимеров свидетельствует о том, что oini закреплены в клеточной стенке при помощи простых эфир! 1ых связей с фа юлы гым! i соед) л ici iimn i (Iiyama et a!. 1994).

Палисахаридный состав фракций, извлекаемых оксалагом аммония и слабой щелочыо IB клеточных стенок флоэмы льна очень близок (табл. 3). Тем не менее, часть этих полимеров не экстрагируется хелашрутощим агргтом, 'по обт>яснясгся, вероятно, наличием связей, закрепляющих эти молекулы в клеточной стенке. Образование таких связей в ходе chase периода и может приводить к увеличению доли радиоактивности тцелочерастворимой фракции по сравнению с фракцией, растворимой в оксалате аммония.

2. Возможные функции ¡меглболнзацип полисахаридов клеточной стенки

Характеризуя возможные функции метабол! вации полимеров можно выделить:

а) механизм доставки и упаковки полимеров в клеточную стенку.

Полисахариды, представляющие собой сложнейшие молекулы, синтезируются в пузырьках аппарата Гольджи, после выплескивания содержимого которых за пределы плаз.малеммы, встраиваются в клеточную стенку. Механизмы сборки этой надмолекулярной структуры практически неювестиы. Для предотвращения спонтанного связывания полисахаридов внутри аппарата Гольджи, некоторые ю них синтезируются в несколько измененном виде: карбоксильные группы уроновых кислот мспширулотся, а некоторые нейтральные сахара подвергаются ацетилированию. Отщепление этих "довесков" происходит за пределами шазмалеммы. От степени метилирования уроновых кислот зависит их упаковка в клеточной стенке,-а также связывание кальция, которое влияет на способ) юслъ клетки к растяжению (Itv 198S).

Высказано предположение (Gibeai.it, Capita 1991), которое хорошо согласуется и с нашими данными, что слнпание полисахаридов в аппарате Гольджи предотвращается

арабиногалакташм. Это предположение основыааетея на очень высоком содержании " арабиггопгактанп в аппарате Гальджи при незначительном его содержа! и ш в клеточной стенке и не расшифровывает, каким образом это может происходить. Во всяком случае, и данные ряда amojxiB (Takeuchi et al. 19S0; Gibeaut, Caipita 1991;Edelnwn,Fiy1992),и наши результаты свидетельствуют, что арабшюгалакглн (iltji арабиногалакгашвын балок) подвигается быстрой, постоянно идущей метабол! ваш ль

Все полисахариды клеточных стенок, за исключением целлюлозы, являются водорастворимыми соединениями, их закрепление в клеточной сгенке осущесг атясгся с помощью ртпмчного типа связей (Fiy 1989). Поэтому вымывание части полисахаридов s апогшаелную жидкость могло бы не требовать ни дополнитель ного времени после секреции за пределы пзазмалеммы, ни специальных ферментативных реактив! Однако в наншх опытах вновь синтезированные полимеры, которые, судя по динамике метки, впоследствии подвергались пиролизу, могли быть извлечены из клеточной стенки только при воздействии соединений, разрушающих определенные типы связей. Мы предполагаем, что часть процессов сборки надмолекулярной структуры клеточной стенки, вероятно, осуществляется уже в аппарате Гольджи или иараллепы юс синтезом микрофпбрнлл целлюлозы.

б) di«ji<jv[\>ia{ii.Gi{ici. клеточной спинки

Состав вновь сшпешрованпых полимеров кле! очной стенки различных органов был значительно более сходен между собой, чем состав закрепленных в клеточной ' стенке полимеров че]хгз суш i после экспозищ ш с1 \ХЬ. Э i о может свидетельствовать о том, что отличия в спек1]>з полимера клеточной стенки отчасти формируйся уже после запершеши сизпеза полисахаридов, то есть в формировании тканесгвдфгших характеристик клеточной стенки значительную роль играют процессы растила. Например, соотношения руиюакшвдкеш касты н арабинозы сразу после pube пер! года было в различных oprai tax 31 mi ггел ы ю более вырош rem ium, чем через 24 часа (табл.7). С нашей точки зрения, клетка регулирует состав клеточной стенки на этапе ее оборки за пределами ташхх'ммы нулем расщепления части ко.лпмероп. Эго сд;тн к; механизмов формцхжиш п.апсспспн¿лпны.х хпраюфН^пт клеточной сиик». Do нренмуитш могкет :<.1Х.поч:шд:я в зол, что клстке долл.до быть значительно проще фор.мцюш^зкалеспс^фцчнын набор пциш, лека ш кранных в клеточкой стенке,

чем мсмбршюсвязанных,' работающих в сложном комплексе палисахарцдсшяета: аппарата Гсльджи. ■ _ ,

в) образование олигосахаршюв.

.Известно, что некоторые фрагменты полисахаридов клеточной стенки обладает физиологической активьюстыо. Одной из функций метабошвации ■ компонентен: клеточной стенки в ш пактом растении может был. формирование совокупности ретуляторных молекул, которые, транспоршруясь между органами, образуют, наряду с гормонами, внутреннюю информационную среду'растительного оргапгома - . ,

г) мобинасаця резервов.

Образовавшиеся при гидролизе полисахаридов 'клеточной стенки мономеры

могут вновь утилшироватъея клеткой. Судя по нашим данным, объемы мегабодизацпи крахмала в целом по растению превышают объемы пшролюа полисахаридов клеточной стенки. Однако в тканях, интенсивно формирующих клеточную стенку, гидролиз полисахаридов матрикса может быгь существенным дополнением в обеспечении углеводными субстратами биосшие-тических процессов, особенно в условиях стресса

д) механизм разрыхления для роста

Необходимость разрыхления клеточной стенки для увеличения объема клетки в ходе роста растяжением связывают с расщеплением полисахаридов матрикса У двудольных растений, к' которым ошоапся лен, обычно описывают метаболизацию гемнцешнолоз, в частности ксилоглюкана Судя по нашим данным, в клеточных Стенках льна мегабешизация ксилоглюкана если и происходила, то без расщепления до моносахаридов, поскольку доля радиоактивности ксилозы не уменьшалась в ходе ддителы юго chase периода ни в одном из органов. Такая метабошеация может состоять лишь в изменении молекулярной массы полимера, подобному обнаруженному у гороха и впгны (Nishitani, Masuda 1983, I-Jayashi et al. 1984). Она может включать, например, одновременно идущие процессы гидролиза связи между птюшзными остатками и повторного ее формирования с друтт!м акцептором с участием трансгликозилазы (Smitli, Fry 1991).

е) остановка роста

Механизм остановки роста и фиксации формы и размеров клетки в последнее время связывают с образованием связей между полисахаридами и'фенольными соединениями клеточной стенки (Tan et at 1992). В этом заключается одна из возможных функций (¡¡снольных кислот, обнаруживаемых втканях флоэмы льна

ж) "созревание"клеточной стенки.

В ходе развили растения осуществляется реорганизация пошкяхарцдов гдагючной стенки и изменение специфзтчесмк полимеров после длительного периода

отложения в клеточной стенке. Примером процессов, модафищфутоцякг клеточную----------

стенку в ходе онтогенеза, является обсуждавшийся ранее пирата части галакгаш и образование связей полисахаридов с фснальными соединениями.

З.Возможныеготн дифференциации клеточной сгеики.

Различные ткани одного растения имеют од ш и тот же генотип, но отличаются по составу клеточных стенок. Так например, различные части растений льна отличаются по соотношению шиш г ксилоглюкан. Четкими различиями характеризуются клеточные стенки ксилемы и флоэмы льна Среда других отличий, в наших опытах выявлены теанеспецифичные водорастворттые галактаны, присутствующие во флоэме льна, преобладающая доля кенлана среди полисахаридов матрикса клеточных стенок ксилемы, а также различные формы фенольных соединений в згшх тканях.

В системе целого растеши процесс формирования дифференцтфовашости клеточных стенок в различных органах регулиру ется на мношх уровнях. Попытаемся рассмотреть те то них, которые становятся очевидными при анализе наших данных.

а)Различная обеакченность дбетра/нами.

Формирование компонентов клеточной стенки, как и любой друтой биосишетический процесс, зависит ог общей интенсивности метаболизма в растении. Потенциальные возможности аппарата синтеза полимеров клето'шой стенки значительно выше, чем реализуемые, о чем свидетельствует его ненасыщенноель и по углеводным, и по энергетическим субстратам (ТярчсЕский и др. 1980 а, б). Наряду с недифферепц!!ровашоГ[ зависимости о от общей интенсивности метаболизма, в клетках имеется механшм, пгаваляюшцй специфически изменять долю углерода, попадающую в клеточную стенку, что хорошо видно та гримере различных зон листа пшеницы.

■ б) Изменение соотношения /юлиааараскуз матрикса и цапала

Различная локалнзания синтез целлюлозы и толисахрридов ма фикса и их в некоторой степени различная функциональная нафузка в клеточной стенке (по традиционным представлениям микрофпбриллы целлюлозы - каркас, а палимеры матер икса - заполнитель пространства в его ячейках) (Тпрчевский, Марченко 1985)

даот основания предполагать, что может существовать механизм регуляции соотношения между ними. Действительно, в жизни растения бывают периоды, когда, при нешменном составе полисахаридов матрикса, изменяется пропорция целлюлозы в клеточной стенке. Так, во флоэме льна за период быстрого роста доля целлюлозы увеличивалась с 30 до 50%, в то время как состав полисахаридов матрикса пракп¡чески lie менялся. В соответствии с этим доля раддоакшвностн целлюлозы в тканях флоэмы льна после chase периода .значительно превышала массовую долю целлюлозы в этой части стебля (табл. 2,5), что свидетельствует об интенсификации синтеза целл!олозы на этой стадии развития растений. Механизм обеспечения таких различий может быть связан с увелшением активности (числа) молекул целлголозосшголазы, а также ( л потребляющих ассимиляты ткатих) с изменением соотношения сахарозосшгтегазы и инверлазы.

в) Изменение активности полисахаридсинтетаз, локализованньо: в œmajxuné Гольджи.

Изменение активности полисахаридсинтетаз, локализованных в аппарате Гольджи, в том числе дифференциальное, что приводит к изменению набора синтезируемых нецсшнолозных полисахаридов( щитример, к появлению тканеспецифнчных полимеров.

г) Регуляция распада и модификации полимеров кпеточиой стенки путем изменения активности (jхгрментов, локанаованных в кпеточиой стенке.

Так, в наших экспериментах выявлены различия в спектре активности экзоглпкозвдаз в ксилеме и флоэме льна, их изменения входе развития растений.

д) Cm ¡тезразличных типов фа юльных соединений клеточной стенки

Хсгга и ткани ксилемы, и лубяные волокна имеют вторичные клеточные стенки, состав фенольных соединений в них отличается, »по связано, возможно, с различными механшмами роста .

5. Воздействие пресса на метаболизм клеточной стеньги

Данные по влиянию стрессовых факторов на процессы, происходящие в клеточной стенке, крайне немногочисленны. В наших опьпах обнаружено, что при сфессе сильнее, чем для других, полисахаридов клеточной стенки, тормозшгься включение метки в целлюлозу. Механизмы снижения сшпсза целлюлозы при воздействии стрессовых факторов остаююя неясными. 13 качесгае предположений можно высказать следующие причины: а) нарушения шгтоскелеяа Известны

немногочисленные данные о возможности разрушения микротрубочек при воздействии холодом и при выделении протопластов (Robinson et al 1980). б) изменение активности протонной помпы и величины мембранного потенциала В наших опыгах на оТрсзках стеблей гороха обнаружено, _ч го>_ резкое снижение включения метки в целлюлозу при воздействии условий процедур:.! выделения протопластов тошвдйю по !

времешт с резким изменением в динамике pli окружающего раствора; в) фосфорнлирование целлютозосшпетазных комплексов, которое приводит к их !

инакшвацпи. Известен всплеск содержания цАМФ при воздействии стресса, что, в частности было показано нами, совместно с группой Ф.Г.Каримовок, при выделении протопластов (Lozovaya et al. 1988).

Воздействие стресса шмсняст и соотношение различных фракций ■

полисахаридов матрикса между собой. Пе исключая возможности того, чю условия стресса по-разному влияют на синтез различных палисахарцдов матрикса, мы считаем более вероятным, что происходт изменение мегаболизации отдельных полимеров j

клеточной стенки. Недавно обнаружено, что при воздействии холодом j

дттфференциально изменяется акпшность некоторых гилролаз клеточной стетжи j

(Забелин и др. 1995; Sawicka, Касрекка 1995), а также появляется новая фракция олш осахаринов, повышающая морозосюйкосп. котпрольных растений (Забелина и др. 1996). Таким образом клсточнля стенка может яилян/зя источником сишллов для 3ai iy'CKa опзешых реакции растшельпогооргаишма. ,

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В последние годы заметен очень сутцествепный прогресс в молекулярном описании клеточной стенки, доепццулый цхгжде всею при изучении биохимии состава и структуры, цитохимическом анализе локализации отдельных компонс!по1з, j

xajxiKipncniKC leiiou структурных белков si <|>ермсгггов. Несмотря на эта шага вперед, j

многие основополагающие вопросы о функциональной значимости отдельных компонентов, о мехживмах^форм!(ропатиm сложнейшей надмолекулярной сгруюуры клеточной стенки остаются невыясненными. Фантасшческие успехи молекулярной 'снстпкн позволили.целенаправленно изменять индивидуальные ферметы клеточной ленки; полученные три этом результаты часто коренным образом отличались от л]вд.щолагавшн\ся, чю свидетельствует о том, как мало мы знаем о метаболизме стеточной стенки в растении. Исследования прижизненной динамики полимеров от сточных стенок немногочисленны, 1по связа! ю, в первую очередь, со сложностью для

анализа такой многоыэмпонентной структуры как клеточная стенка-В представление работе характеризуется динамичность структуры клеточной стенки в интакгаб растении; метаболизм клеточной стенки расематртшаегся как составляющг метаболизма всего растительного организма.

В качестве основного подхода использован аналт перераспределения метки ходе pulse-chase экспериментов с интаклнымп растениями (субстрат - "СОД До сих по процессы, происходящие в клеточной стенки, обычно изучали на модельных система (отсеченные органы растения, клетки суспензионных культур); в качестве субстрато использовали меченые сахара При безусловных достижениях этих работ, именно наг подход позволяет корректно оценить поток углерода, проходящий через клеточттуь стенку, вьшвить и охарактеризовать процессы, имеющие место в реальном растенш Применение этого подхода на ишакшых растениях льна и пшеницы позволил! обнаружить метаболизацию значительной части полисахаридов; выявить полимеры принимающие участие' в этом процессе. Ее основными функциями могут быть а механизм доставки и упаковки полимертв в клеточную- стенку; б) дифференциацш клеточной стенки в различных органах; в) образование физиологически-активны> олигосахаринов; г) мобилизация резервов; д) механизм разрыхления клеточной сленга для роста; е) остановка роста; ж) "созревай! ie" клеточной стенки.

Полученные данные позволили высказать, несколько предположен!ш с механизмах формирования компонентов клеточной стежи. Показано, что, при наличии интенсивного перераспределения метки среди мономеров полисахаридов метрика, доля радиоактивности целлюлозы в клеточных стенках в ходе pulse-chase экспериментов может оставаться постоянной, что может достигаться при функционировш ши на плазмалемме комплекса сахарозосш исгаза-целлюлозоскнгегаза, обеспечивающем разделение пулов УДФГ для синтеза целлюлозы и полисахаридов матрикса Высказано предположение о существовании полисахарида л петаз, встроенных в мембраны аппарата Гольджи и способных использовать УДФГ, находящуюся с цшоплазмалической стороны.

Решению задач по шучению метаболизма' кпсточной стенки во многом способствовало использование в качеспзе объекта растений льна-долтунца. Различные орпаны одного растения, которые при одинаковом генотипе образуют клеточные стенки с отличающимися характер! юшками, являются удобной моделью для изучения метаболизма клеточных стенок и механизмов их дп(]х])еренциацип. При всей очевидности такого подхода существуют лишь единичные работы, посвященные

анализу полисахаридов различных органов одного расгения. Возможно, это связано с тем, что обычно ткани, отличающиеся по составу клеточной стенки, трудно разделить. Более того, набор полимеров клеточной слепки часто неверояшо сложен, 1по крайне затрудняет ее изучение. Лслгдолпл1е1г-тодно ю немнотх однолетних растений, некоторые наш которого спсипалнзирогешы на суперснпгез компонентов клеточной стенки. В тканях ксилемы и флоэмы содержание клеточной стенки достигает 70% от сухой массы. В период быстрого роста ¡ист ение удлш ¡яст ся i ia 1 тесколько caí гшмиров в день, чю сопровождайся интенсивным формированием структурных полисахаридов. Льняное волокно содержш значщелыкх; количество пецеллгадозных пали.мерон (McOougliall et ai 1993), что отличает его от, например, хлопкового волокна, представляющего собой практически чистую целлюлозу, и обеспечивает его уникальные свойства. Особую роль эти полимеры Moiyr hijxjil в динамичных процессах в клеточной стенке при формировании волокна в ходе развития растений. Характернейтка нецеллюлозных полисахаридов клеточных стенок льна была далека от завершенности. Для анализа комгонешов клеточных стенок в различных органах льна мы использовали комплекс методов биохимии углеводов, в том числе колоночную хроматографию, лащкостную хроматографию высокого давления, газо-жидкостную хромагарафшо в сочетании с маес-снеклромсфией.В результате проделанной работы лен-дштунец продажен нам» как ,молельная система для изучения дифференциации клеточной стенки. Впервые детально охарактеризованы различия в компонентах клеточных стенок ра¡личных органон растений льна, выявлены тканеснецнфнчные лалнмеры как полисахаридной, так и феиольшй iipi¡jx>;u.i, предложена их структура Эхараклерт езованы особенности клеточной стенки ли ш: ioi о волокна.

Интересные результаты получены при анализе фенольных соединений легочной стенки. Наши данные позволяют заключить, что клеточная сгеша, (ьшеяенная m объектов, не являющихся 'традиционными. ия исследований биохимии тигнина, имеет состав, отличающихся oí ттхшои классической <|юрмулы »отношения трех основных монолнпюлов, и включает тдрокенциинамовые лтелоты, основная'часть которых связана с другими ко.мнопетпами клеточной стенки цххлымнофирпымпстдаямп.

Исследуя влияние стресса на расттпедытий организм, сложно (хЗсуждап, лишь троцессы, происходящие в клеточной стенке, однако еще более носнрапстто обойпт яшмам км клеточную стенку, koíojxw жшася одним »и основных нотребтелей клока углерода в растении. Про i.xtyi i ¡.сета i та юльзовш п ioi о i ¡axiii фотосишетического

pulse-chase подхода заключаются в том, что он позволил охарактеризовать изменен! происходящие в динамике компонентов клеточной стенки, как совокупности реакц на стресс различных составляющих метабол!ома растения. Применение этого подхо для изучения влияния пониженных температур и засухи позволило количествен оценить, какую роль в изменении потока углерода через клеточную стенку играт уменьшение интенсивности фотосшпеза, замедление оттока ассш.щлятов из лисш увеличение потерь углерода в дыхании, общее замедление внутриклеточно метабошвма, выявить нарушение баланса между синтезом полисахаридов матржса целлюлозы и изменения в интенсивности метабогавации. Изменения в 'клеточнс сгеже могут являться одним из сип-шов для запуска ответных реакций расптгельно! органшма •

Говоря о клеточной стенке, часто употребляют термины "внеклеточнь; матрикс", "внеклеточная среда", отделяя таким образом, может быть, неосознан» клеточную стенку от остальной части клетки. Наши исследования показали, чт существует продолжающийся на разных стадиях развития клеш! взаимный обме метаболитами между клеточной стенкой и цитоплазмой, обеспечивающий и шаиморегуляцшо, в том числе в условиях стресса. Поэтом)' клеточную стенк правильнее считать bi гешним компартменгом расттпельной клетки.

Одним из очевидных результатов нашей работы является наглядна демонстрация известного положения о том, что клеточные стенки - мощны: потребтель фотосшггешческих асенмнлятов. Учитывая затраты, которые необходим! для образования субстратов синтеза ее компонентов, их транспортировки«) растении и внутри клетки, формирования сложного ферментативного комплекса, энергетически расходы, нельзя не согласиться с шутливым выражением Joseph Varner: " Клетомньп стенки - самая распространенная на Земле оргш шческая субстанция. Протопласт-- л! щи средство для форм1 ¡роваш ш дополшггельного количества клеточной стенки".

ВЫВОДЫ.

1) Обнаружено, что В интакшом растении существует продолжающийся нг разных стадиях развншя клетки взаимный обмен метаболшами между шлочнм" стенкой и цитоплазмой, обеспечивающий их взаиморегуляцию, в том числе в условиях стресса Анализ перераспределения метки в ходе -pulse-chase экперимешов выявит мегабачизанию значтеяьной части новосишезированных полисахаридов (особенно

интенсивную для арабиногалактана и тюкана) и некоторых полимеров из толщи клеточной сленки.

2) Впервые как динамичные компонепш клеточных стенок охарактеризованы • галаклашл; выявлена-'значзттсльная- метаболизация_ галаиана в клеточной стенке | лубяных волокон льна 'в ходе их созревания. Обнаружена высокая шшгойостъ '• — I-экзокзлжюзцдаз клеточной стенки, которые мозул принимат учаспю в этом ! процессе. :

3) Впервые обнаружены новые тканеспецифичные галакланы, присутствующие в тканях флохмы сабля льна предложена их структур

4) Впфвые показано, что в потребляющих ассимндяты ориипх доля мелки, попадающей в цеаполозу, не зависит от интенсивного перераспределения метки среди мономеров полисахаридов матрикса, что служит одним из доказательств , функционирования на гаазмалемме комплекса цешолозосинтетазачахарозоаппепш, > эбеспечшзагащего разделите пулов УДФГ для синтеза целлюлозы и полисахаридов матрикса

5) Обнаружено более быстрое включения метки згз 14СОгВ глюкозо-содержащие ; чецеллюлазиые полимеры клеточных слепок, по сравнению с остальными '

лолноахариими м;прнкса. Высказано предположение о существовании |

"люкансишеглз, вллр.кл1ных в мембраны аз шарага 1 "ольджн и способных использован, УДФГ, нахо;шшуюся с цшоплазмашчеекой сто]хмил.

6) При использовании растении льна в качестве удобной модельной системы остановлено, чю процессы мегабапезацпп полисахаридов клеточной стенки траки зажпую роль в дифференциации клеточной стенки в ¡наличных частях одного ! эастеппя.

7) Впервые обнаружены прочно связазшые формы фенолы илх кисдот в

слет очных стенках двудольных. Впервые показано, тпо в лубяных волокнах стебля :

1ьна именно фенольные кислоты, именные с полимерами клеточной стенки простой >фирной связью, составляют основную массу фенольных соединений клеточной ггенкзз.

8) Обнаружено, чю при шиеистйии стрессовых ([шторов изменяется ххлношение какепшеза, лак и мстаболизанин различных полимеров клеточной лепкп, чю яаляетоя одним из звеньев ¡нормировании отвепюй реакции растшелыю!о зргашвма

■ Сга1соксйновнькп)€ликащ1Йшта1едасхжртадгат

1. Лозовая ВВ., Горшкова ТА, Райманов И.Т, ВВ.Сальников, Xycainюв Mi Тарчевский НА. Влияние освещенш на синтез струетурных полисахаридов процесссе регенерации клеточной стенки изолированными протопластами /А ДА] СССР.-1982.-TJ266.-C229-232. '■ ;

2. Горшкова ТА., Райманов ИТ, Сальников ВВ, Лозовая ВВ. Сшт структур!1ых полисахаридов в процессе регенерации клеточной сгенк изолированными протопласта\ш // Тез. докл. VII ■ Вас. конф."Химия и биохими углеводов", Пущино.-1982.-С.35.

3. Сальников ВВ., Горшкова ТА., Райманов ИТ., Лозовая ВТ Электронномикроскопическое и биохимическое гоучение динамики образовали структурных полисахаридов протопластами листьев бобов и табака // ДепВИНИШ 19S3.-N1474-83

4. Горшкова ТА., Лозовая ВВ, Тарчевский ИА. Сравнение метаболизм; изодировш изых протопластов и исходной ткан! i // Деп.ВИНШП-1983.-N6608-83.

5. Тарчевский ИА, Лозовая ВВ, Горшкова ТА, Райманов ИТ, Племенков; С.Ф, Сальников ВВ, Хусаинов М1>. Сишез струюурных полисахаридов при регенерации клеточной стенки изолированными прогопласга\т бобов // Физиол. раст. 1988.-Т.35.-С. 129-135. . •'.

6. Лозовая В.В, Горшкова ТА, Заботина OA, Ибрагимов М.Р, Маралов И£. Сллышков ВВ, Тимофеева OA. Образование структурных полисахаридов в ход< развития растений льна-долгунид// Фшнол. раст.-1992.-Т39.-С.1175-1186.

7. Gorshkova ТА, Gumerova ЕА, Ibragimov M.R., Zabotina OA, Lozovaya V.V Factors detennined low cellulose content in cell wall regenerated by plant protoplasts // Abstr 6th Cell Wall Meeting (eds. MMA.Sassen et al.), Nijmegen, the Netherlands, 1992.-?21.

8. Lozovaya .V.V, Gorslikova ТА, Grodzovskaya T.S, Ibragimov МЛ, Zabotirc OA, Salnikov V.V. Cell wall formation in long-fibred flax stem tissues // Abstr. 6th Cell Wal Meeting (eds. MMA.Sassen et al.), Nijmegen, the Netherlands, 1992.-P. 136.'

9. Gorshkova ТА, Gibeaut D.M, Ibragimov МД, Caipita N.C, Lozovaya V.V. Cel wall metabolism in intact flax plants // Abstr. Keystone Symp. Extracellular Matrix", 1993.-P.43,

10. Горшкова ТА, Д>ю i6eo ДМ, Ибрагимов MP, Тюленсва ИМ, Карга ria Н.К.. Лозовая В.В. Метаболизм полисахаридов клего'щой стенки в шггактных растениях h Тез. докл. Ill Всес. съезда общества физиологов растений, С-Пб, 1993.-С.89.

11. Lozovaya V., Widhotm J., Zabotina O., Gorslikova Т., Kozhevnikov A., Belclman G., and Voragen A. Cell wall composition of pliotosynthetic cultured cells // Absts.VHth Int. Cong.Plait Tissue Culture. Fiicnze, Italy, 1994.-P229.

12. Горшкова ТЛ, Тюленена IТ.М.Г-ПозоготгВ.В.-Клеточная.пенка ишактых проростков пшеницы is фоюсшпегических pulse-chase экепериме! пах// Физпол. раст> 1995.-T.42.-C.S7-93.

13. Горшкова ТА, Длсиоео /I,., Лиришмов М.('., Карт г га П., J"1 о юная В.В.. Хромаплрафичеокпп аналв полисахаридов матрикся клеточных стенок различных, органов проростков Л1Л1а//Бнохпмия.-1995.-Т.60.-С257-262.

14. Gorshkova ТА., Wyatt S£.,-Lozovay a V.V., Carpita N.C. Flax: A genetic and biochemical mule! to study primary and secondaty celi wail biogenesis "Abstr. 7th Cell Wall Meeting (eds. 1-Zarra, G.Revilla), Santiago de Compostela, Spain, 1995.-P. 176.

15. Gotshkova Т., Chemikosova S., Ijuleneva N., Lozovaya V., Caipita N. Redistribution of label in cell-wall sugars of developing wheat and flax in pulse-chase experiments // Abstr. 7th Cell Wall Meeting (eds. LZana, GHevilla), Santiago de Compostela, Spain, 1995.-P.175.

16. Yablokova E., Gofshkova Т., Zabotina 0., Agceva M, Rumyantseva N.,

xolesnichenko E. Wanmyuwat A., Widholm J. Cell wall phenolic? and plant regcnerability // Ahsir. 7th Cell Wall Meeting (eds. LZana, G.Revilla), Santiago de Compostela, Spain, 1995.-'.16,

17. Chemikosova S., Yablokova li., Gorshkova Т., Lozo\aya V. Cell wall phenolics imposition in ditfeicnt parts of Jbx plants // Ahstr. 7th Cell Wall Meeting (cds. 17лига, TRevilla), Santiago de Compostela, Spain, 1995.4'. 17.

18. Lo/.ovaya\'.V., Zabotina OA., CiorehkoraTA. and Widholm J.M. 'Hie alteration of ell wall composition in soybean photosynthetic cultures during the cell growtli cycle. //Л1ъц. >1 AmcT.Six:. Plant Phy.siol.Mecling,Pl.i'hysiol. -I996.-Suppl.l 1 l.-N 137.

19. Горшкова Т., Джибео Д., Pldpui i iuob M., Ko;kcbi iiikob A., Knpi iirra 11., Ло к>вал Метаболгагруе.мые полисахариды клеточных сгенок в фотосшпешческих pulsebase jkci ¡ерпмеч пал с растениями лы :а // Физ! юл. рает.-1996.-Т.43-С. 180-185.

20. Gorshko\ а ТА., \\>;;ц ST., Sainikov V.Y., Gilvaiit DM, Ibragimov M.R., ,o/.o\a\a Y.V., Carp'.ta N.C. Cell-wall polysaeduridcs of developing (lax plants // Plant hysiol.-199i>.-V.110-P.721-729.

21. Лозовая В.В., Яблокова ЕВ., Горшкова ТА., Уланов А.В., Чемикосова СБ Вцдхолм ДМ Прочно связанные формы феруловой кислоты в клеточных стенка растений // Доклады PAIL-1996.-T.349.-N3.-C.426-430.

22. Lozovaya V., Gorelikova Т., Yablokova Е., Zabotina О., Ageeva М., Rumyantsev; N., Kolcsnichenko E. Waranyuvvat A., Widholm J. Callus cell wall pbenolics and plan regeneration ability // J.Plant Physiol.-1996.-V. 14S.-P.711-717.

23. Gorebkova ТА., Chemikosova S.B., Salnikov V.V, McCann M.C., Lozovay; V.V., Caipita N.C. Flax: a gcnetic and biochemical model to study phloem fiber development / Proc. of the Plant Polysaccharides Symposium (P. Colonna et al., eds.), Nantes, France, 1996. P.160.

24. Lozovaya V.V., Chemikosova S. В., Gonshkova T. A., Yablokova E.V., Ulanov A. Widholm J. M Phenolic composition of different plant tissues // Abstr. Keystone Symposium "Hie Extracellular Matrix ofPlants" (L. A. Staehelin et al., cds.). Tamarron, Colorado. 1996.-N 115.-P.17. ■ .

25. Яблокова E.B., Тюленева KM., Горшкова ТА., Колесничснко НИ., Киямова Р.Г. Состав клеточных стенок каллусных культур зешяшки сразли'шой способностью к морфогенезу// Биополимеры и клетка.-1996.-Т. 12.-N2.-C.56-61. " .

26. Горшкова ТА., Каргипа П., Сальников BJ3., Ван Дам Я., Чемикосова СБ., Яблокова ЕВ., Агеева М.В., Зернова О.В., Кожев! шков А.Ю., Чиков ВИ., Лозовая В.В. Лен-долгунец как модель для изучения метаболизма клеточной стенки // В сб.: "Национальная коллекция русского льна", ред. А А. Жученко, Торжок, ВНИИльна, 1996, с.53-83.

27. Gorshkova ТА., Chemikosova S.B., Tjuleneva NM, Lozovaya V.V. Effect of stress on cell wall metabolism in intact plant system // Abstr. Int. Symp. on Stress and Inorganic Nitrogen Assimilation, Moscow, 1996.-P29.

28. GorehkovaTA, Chemikosova S.B, Salnikov V.V., Chen L.-M., McCann M.C, Lxizovaya V.V., Carpita N.C. Flax: a genetic and biochdmical model to study primary and secondary will biogenesis // Proc. of 4th Woifahop of tire FAO Netwoik on Flax (cds. P.Sultana et al.), Rouen, France, 1996.-P.457-462.

29. Чиков В.И., Бакнрова ГГ., Иганога Н.П.,- Нестерою Til., Чемикосова CJ3., FopuiKoisa ТА., Лозовая В.В. Ассимиляция меченого углерода отдельными частями растений лы и и его рас; гредсленне // Ф1 гз! ¡o;i.6i ю.хпм.культ.расг,-1997.-T29-N2.-C.93-99.

30. Горшкова ТА, Каргвпа IT, Чемнкосова С.Б, Кожевников А А, Лозовая В.В. Гачактаны как динамичный компонент клегоч11ых стенок pacrei шй льна // Фгоиол.раст. -в нема (и.

-------------ЗЬ GorslikovaTA, Chemikosova S.B, Ьолл'ауа V.V, Caipita N.C. Turnover of

gnlaetans and oilier ceil-wali polysaccharides, during the de\elopment of flax plants // Plant Physiol. - в печаль

* 7AA-

Скопировано на "Ксероксе" 100 экз.

ООО "КВИНТА" г.Казань

Информация о работе

Горшкова, Татьяна Анатольевна
доктора биологических наук
Москва, 1997
ВАК 03.00.12

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Метаболизм полисахаридов растительной клеточной стенки ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Метаболизм полисахаридов растительной клеточной стенки"

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Метаболизм полисахаридов растительной клеточной стенки
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений