Образование супероксида на поверхности корневых клеток - компонент ранней ответной реакции на воздействие

Колесников, Олег Петрович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Образование супероксида на поверхности корневых клеток - компонент ранней ответной реакции на воздействие
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Образование супероксида на поверхности корневых клеток - компонент ранней ответной реакции на воздействие"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КАЗАНСКИЙ ИНСТИТУТ БИОХИМИИ II БИОФИЗИКИ КНЦ РАН

12 с;« ~>«■

На правах рукописи

Колесников Олег Петрович

ОБРАЗОВАНИЕ СУПЕРОКСИДА НА ПОВЕРХНОСТИ КОРНЕВЫХ КЛЕТОК - КОМПОНЕНТ РАННЕЙ ОТВЕТНОЙ РЕАКЦИИ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ

03.00.12 - физиология растений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Казань - 2000

Работа выполнена в лаборатории регуляции клеточного окисления Казанского института биохимии и биофизики Казанского Научного Центра Российской Академии Наук.

доктор биологических наук, профессор Л.Х. Гордон

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Ф.В. Мшшбаева

доктор биологических наук, профессор Б.И. Чиков

доктор биологических наук, профессор Ф.Д. Самуилов - Санкт-Петербургский Государственный Университет

Защита состоится ¿¿¿еуеЛ 2000 г. в . часов на заседании специали-

зированного совета К 002.16.01 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук при Казанском институте биохимии и биофизики КНЦ РАН (420503, г. Казань, а/я 30, ул. Лобачевского, 2/31).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского физико-технического института КНЦ РАН.

Автореферат разослан "«У" ^илЛ 2000 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

В о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В потоке научной литературы, посвященной активированному кислороду, существует множество работ;выполненных на объектах животного происхождения, а растительным организмам и клеткам уделяется сравнительно мало внимания. Между тем, именно эта организмы способны к активному выделению кислорода, наиболее богаты пигментами-сенсибилизаторами, отличаются высокой реакционной способностью молекулярных компонентов и обладают развитой защитной системой.

В течение своей жизни растения постоянно подвергаются различным стрессовым воздействиям. Одна из самых ранних стрессовых реакций - это образование ряда активных форм кислорода (супероксидный анион-радикал, пероксид водорода, щдроксильный радикал и т.д.), которые могут выполнять роль вторичных посредников, а также другие функции в ходе развития адаптации клеток после воздействия.

Постановка проблемы, ее актуальность. Чрезвычайно широкий спектр биохимических эффектов активных метаболитов кислорода, в частности супероксидного аниона, объединяет все возрастающий интерес к влиянию их на функциональную активность клеток. Супероксид является собственным метаболитом клетки и образуется в результате одноэлектронного восстановления кислорода, катализируемого оксидазами. Особый интерес представляет НАД(Ф)Н оксидаза, локализованная в плазматической мембране. Было показано, что при фагоцитозе чужеродных веществ резко увеличивается поглощение кислорода. Это явление получило название "дыхательного взрыва". Позднее оказалось, что образование супероксида (и других активных форм кислорода) присуще не только фагоцитирующим клеткам, но происходит и в других типах клеток. Особое внимание в настоящее время уделяется быстрой продукции активных форм кислорода (АФК) с последующим каскадом ответов растительных клеток при воздействии биотических и абиотических стрессоров. Считается, что продукция супероксидного аниона и пе-роксида водорода является одним из ранних событий, происходящих при патогенной атаке растительных клеток (Bolwell et. al., 1995; Murphy and Ouh, 1996; Alvarez et. al., 1998). Получены данные об индукции окислительного стресса при действии

низкой температуры в развивающихся проростках кукурузы (Prasad, 1996), засухи - в растениях гороха (Moran et. al,, 1994), раневого повреждения листьев картофеля (Мерзляк и да., 1991), при гипоосмотическом и механическом стрессах (Cazale et al., 1998).

Выявление возможных источников продукции АФК является важным подходом к регуляции их уровня в клетках при стрессовых воздействиях. Изучение особенностей генерации супероксидного анион-радикала (супероксида) может внести существенный вклад в расшифровку механизмов адаптивных реакций растительных клеток.

Лель и задачи исследования. Основной целью исследований было выявление образования супероксидного анион-радикала и источников его генерации на клеточной поверхности в ответ на стрессовое воздействие. Были поставлены следующие задачи;

1. Исследовать образование сулероксида в ходе формирования адаптации отсеченных корней и чувствительность этого процесса к ингибитору суперок-сиддисмутазы дкэтилдитиокарбамату натрия (ДД К) на разных фазах адаптации.

2. Выявить роль редокс-системы плазмалеммы в генерации супероксида на клеточной поверхности с использованием непроникающих в клетки доноров

. электронов (НАДФ-Н, НАД-Н, ферроцианид) и ингибиторов ферментов, участвующих в этом процессе.

3. Показать участие супероксида в детоксикации ксенобиотика амидопирина.

4. Показать участие пероксидазы клеточной поверхности в генерации супероксида.

,5. Изучить влияние на образование сулероксида ряда органических кислот.

6. Выявить взаимосвязь между генерацией супероксида и тепловыделением корневых клеток. Научная новизна работы.

Впервые выявлена динамика генерации супероксида в ходе развития адаптивного старения корневых клеток и показала положительная корреляция его образования с изменениями проницаемости плазмалеммы для ионов калия и изменением мембранного потенциала.

Впервые предположено существование на поверхности клетки флавина, который генерирует супероксид и может принимать участие в реакциях детоксика-ции, в частности детоксикации ксенобиотика амидопирина.

Показано, что пероксидаза клеточной поверхности участвует в генерации супероксида. Данный процесс может активироваться рядом органических кислот. Стимулирующее действие органических кислот на образование супероксида может бьггь связано с ингибированием каталазы, а также с изменением поверхностного заряда плазмалеммы, или путем проявления кислотами детергентных свойств. Индуцируемое органическими кислотами вымывание растворимой фракции перокси-дазы во внеклеточный раствор приводит к активации данного фермента.

Впервые выявлена сопряженность генерации супероксида и общего тепловыделения корневых клеток. Вклад в тепловыделение вносит рекомбинация кислородных радикалов и окислительные процессы с участием супероксида. Практическая ценность работы. Полученные результаты могут служить теоретической и методической основой для исследований проблемы функциональной значимости активных форм кислорода в формировании адаптации и ее срыва при неблагоприятных воздействиях. В работе намечены дальнейшие пути решения задач по выявлению механизмов регуляции систем, генерирующих активные формы кислорода.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на итоговых конференциях и семинарах КИББ КНЦ РАН (1997, 1999, 2000 гг.), на Втором съезде биохимического общества Российской Академии Наук (Москва, 1997), на VI молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге (1997), на международной конференции "Plasma membrane redox systems and their role in biological stress and disease" (Антверпен, Бельгия, 1998), на европейской конференции "Oxygen, free radicals and oxidative stress in plants" (Гранада, Испания, 1998), на международной конференции "Biothermodynamics: molecular, organismal, and Ecological" (Юта, США, 1999), на Всероссийской молодежной научной конференции "Растение и почва" (Санкт-Петербург, 1999), на 5 международной конференции "Plasma Membrane Redox and its Role in Biological Stress and Disease" (Гамбург, Германия, 2000), на Всероссийской конференции молодых ученых "Молодые ученые — агропромышленному комплексу" 28-29 марта (Казань, 2000), на школе-конференции "Горизонты физико-

химической биологии" 28 мая - 2 июня (Пущино, 2000), на Международной конференции "Митохондрии, клетки и активные формы кислорода" 6-9 июня (Пущино, 2000)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ в отечественных и зарубежных журналах и материалах конференций.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на Юз страницах машинописного текста (включая иллюстрации и список цитируемой литературы) и состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов, изложения результатов исследования и их обсуждения, заключения и выводов. В работе представлено 26 рисунков. Список литературы включает 177 источников, в том числе 57 -отечественных.

1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объект исследования. В качестве объекта исследования были использованы проростки яровой пшеницы сорта Люба (ТгШсит аезИуит Ь.). Замоченные в водопроводной воде семена высевали на стекло, покрытое смоченной марлей. В экспериментах проростки выращивали на растворе СаС12 (0,25 мМ) в течение шести дней. Корни сразу после отсечения помещали в рабочие растворы и инкубировали в течение 1-6 часов с умеренным встряхиванием в 8Ьакег-357 (ПНР). После инкубации проводили измерения в присутствии корней и/или во внеклеточном растворе.

Определение генерации супероксидного радикала. Отсеченные корни проростков помещали в бкжсы с 3 мл инкубационного раствора и инкубировали в течение одного и шести часов при температуре +30°С. После одно- и шестичасовой инкубации в раствор добавляли 0,5 мл эпинефрина (1 мМ, рН=6,8). О генерации супероксидного рад икала судили по превращению эпинефрина в течение 15 минут в ад-

реяохром (Barber, Kay, 1996), который учитывали с помощью фотоэлектрокалоря-метра при 480 им. Опыты проводили в 3-5 биологических повториостях, каждый вариант имел трехкратную аналитическую повторность.

Данные представлены в значениях оптической плотности, в концентрации адренохрома и в процентах от контрольного варианта.

Определение генерации супероксида методом ЭПР ЭПР-сигналы регистрировались с помощью ЭПР-спектрометра РЕ 1306 (Россия) с использованием спиновой ловушки тирона (4,5-дигидрокси-1,3-фенил-дисульфонат натрия) (50 мМ), pH измерительного раствора 8,5. СВ-частта 9,46 Гц; величина развертки магнитного поля 25 Гс; частота модуляции 100 кГц; амплитуда 1,4 Гс.

Определение проницаемости мембран корневых клеток для ионов калия. О

проницаемости корневых клеток для ионов калия судили по содержанию его в инкубационном растворе в сосудиках после часовой и шестичасовой инкубации корней. Измерения проводили на пламенном фотометре ПФМ. Количество поглощенного и вышедшего за 1-6 часов калия выражали в мкэкв на 1 г сырого веса корней.

Измерение pH среды проводилось на рН-метре ОР-211/1 ("Radelkis", ВНР). Определение теплопродукции отсеченных корней (темповая калориметрия). Продукцию тепла корневыми клетками регистрировали дифференциальным тем-новьм микрокалориметром LKB-2277 Bio Activity Monitor (Швеция). Для определения тепловыделения навеска корней составляла 180 мг (при объеме калориметрической ампулы 3 см3). Предварительно прописывалась нулевая линия влажной камеры, после чего в калориметрическую ячейку помещались отсеченные корни. Ампула находилась 10 минут в положении термостатирования, после чего опускалась в измерительное положение калориметра. Рабочий диапазон чувствительности усилителя 100 мкВ, шкала самописца - 1000 мв. Температура в калориметре 30° С.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

2.1. Динамика образования супероксида в процессе формирования адаптации в отсеченных корнях пшеницы

Ранее в нашей лаборатории было показано, что отсечение корней от проростков провоцирует переход корневых клеток в активное состояние, а последующая

6-часовая инкубация отсеченных корней в воде или растворе СаСЬ сопровождается фазными изменениями мембранного потенциала, проводимости плазмалеммы для ионов калия и протонов, дыхания, метаболизма структурных липидов (Гордон, 1990; Лыгин и др„ 1990; Мшшбаева, Гордон, 1990). Эти фазные изменения являются отражением взаимосвязанных процессов, лежащих в основе формирования адаптационного синдрома - перехода клеток корня от состояния активности к состоянию "относительного покоя" (Гордон, 1990). Супероксидные радикалы, как мы полагаем, принимают непосредственное участие на начальных этапах формирования ответных реакций клеток на внешнее воздействие. Наибольшее количество супероксида регистрируется в начальный период после отсечения корней от проростков (рис. 1), затем содержание О/ снижается и держится на одном (довольно низком) уровне. Динамика содержания супероксида в ходе 6-часовой инкубации отсеченных корней коррелирует с изменениями физиологических параметров, характеризующих сдвиги ионного гомеостаза клеток. Именно в начальный период (1-2 ч) после отсечения корней происходит деполяризация плазмалеммы и увеличение выхода из клеток ионов калия. Можно предположить, что усиление генерации О/ является одной из причин сдвигов ионного гомеостаза. Кроме того, супероксид обладает мембранолитическим эффектом и способствует гидролизу части мембранных фосфолипидов (Воеэ е! а1., 1988), а также увеличению текучести мембран (Дубинина, 1989). Наблюдавшееся ранее в экспериментальных работах в нашей лаборатории увеличение в корневых клетках содержания свободных жирных кислот (СЖК), степени ненасыщенности жйрнокислотных остатков мембранных фосфолипидов в начальный период ответных реакций корней может быть следствием образования и действия на мембраны супероксида. Через 5-6 ч после отсечения корней от проростков количество регистрируемого супероксида снижалось (рис. 1). В этот период наблюдалось так-

А480

Время, ч

Рис. 1. Содержание супероксида, генерируемое корневыми клетками в контроле (НгО, 6-часовая инкубация), при действии ДДК 1 мМ, добавленного на 1 ч после 5-часовой преинкубации.

же восстановление мембранного потенциала, полное поглощение клетками вышедших из клеток ионов калия, а также падение содержания СЖК и увеличение степени насыщенности зкирнокислотных остатков мембранных фосфолипидов (Гордон, 1990). Совокупность этих данных свидетельствует о том, что одним из начальных этапов формирования неспецифического адаптационного синдрома корневых клеток, а, возможно, и других клеток, является образование супероксида.

Ввиду высокой реакционной активности и, как следствие, токсичности активных форм кислорода, уровень супероксида в клетках находится под жестким контролем антиоксидагггаых систем (Мерзляк, 1989; Скулачев, 1996). Известно, что содержание в клетках супероксида контролируется активностью супероксид-дисмутазы (СОД) (Турков, 1976; Дубинина, 1989). Ингибирование активности эндогенной СОД позволяет оценить степень ее участия в регулировании уровня содержания супероксида. Специфический ингибитор супероксиддисмутазы - диэтил-дитиокарбамат натрия (ДЦК) в течение первых часов после отсечения корней не оказал существенного влияния на количество регистрируемого супероксида. Однако через 5 ч после отсечения корней, когда регистрировалось минимальное количество супероксида, добавление ДДК вызывало значительное увеличение его содержания (рис. 1). Можно полагать, что через 5 ч после отсечения, когда клетки находятся в состоянии "относительного покоя" и регистрировалось небольшое содержание Ог", уровень активности СОД высокий. Ингибирование супероксиддисмутазы приводит к резкому возрастанию содержания супероксида. Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют о том. что уровень содержания О/ в процессе формирования адаптационного синдрома контролируется, в основном, активностью СОД. Поскольку ДДК действует, в основном, на медьсодержащие ферменты, можно предполагать, что активность СОД определяется, главным образом, медьсодержащей супероксидцисмутазой.

2.2. Возможные источники генерации супероксидного анион-радикала поверхностной мембраной растительных клеток

Выявление возможных источников и путей генерации кислородных радикалов является важным подходом к регулированию их содержания при конкретном

стрессовом воздействии. В растительной клетке, как известно, ство источников генерации АФК (Во1\уе11, \#о^52ек, 1997).

существует множе-

2.2.1. Редокс-система плазматической мембраны

Стимуляция образования супероксида, именуемая "окислительным взрывом", изучена, в основном, на объектах животного происхождения. В настоящее время в литературе развернута дискуссия относительно природы окислительного взрыва в растительных клетках. Ряд авторов отдает приоритет активности ферментов, локализованных в клеточной стенке. Существует также представление, согласно которому окислительный взрыв в растительных клетках вызван активацией, в основном, НАДФН-оксидазы, локализованной в плазматической мембране, подобно тому, как это наблюдается в клетках фагоцитов млекопитающих (Боке е! а1., 1987; МеЬау, 1994).

В наших экспериментах добавление в среду инкубации корней непроникающих в клетку доноров электронов НАД-Н и НАДФ-Н усиливало образование

супероксвда (рис. 2), Однако окисленный пиридиннуклеотид НАД не оказывал никакого действия на образование супероксида (рис. 2). Известно, что окисление НАД-Н или НАДФ-Н осуществляется флавиновыми ферментами (Скулачев, 1972). По данным ряда исследований (Бахов и др., 1987; Юпобин, 1997), электронтранспортная система плазмалеммы различных клеток включает флавин, который принимает электрон от НАД-Н или НАДФ-Н. Флавин, при этом, может восстанавливать кислород с образованием супероксида, а затем и перекиси водорода (Мерзляк, 1975). Для доказательства образования супероксида с участием флавинового фермента нами был использован искусственный непроникающий в клетки донор электронов

8 40

а!

£ Й- 30 -

1 20 -

10 -

0 -

Контроль к.едсмъ НАДН 001 мМ 0,5 М

НАДФН НАД 0,6 мМ 0,5 ыЫ

Рис. 2. Генерация супероксида в присутствии непроникающих доноров (1 час инкубации корней)

ферроцианид (Скулачев, 1972). Оказалось, что ферроцианид, так же, как НАД-Н и НАДФ-Н, стимулирует образование супероксида корневыми клетками (рис. 2).

Для подтверждения данных о том, что именно флавиновые ферменты принимают участие в генерации супероксида, нами были использованы ингибиторы

флавиновых ферментов хлорпромазин (Рэкер, 1967), хинин (Саламато-ва, 1979), которые используются обычно для блокирования электрон-транспортной цепи митохондрий, и dephenileniodonium chloride (DPI) (Cross, Jones, 1986). Опыты показали, что хлорпромазин и хинин (рис. 3) практически не оказали влияния на образование супероксида. Однако действие этих ингибиторов четко проявлялось в условиях активации генерации супероксида донорами электронов. Стимуляция образования супероксида с помощью НАД-Н в значительной мере снижалась в присутствии хлорпромазина, хинина (рис. 3).

Полученные данные позволяют сделать вывод, что образование супероксида корневыми клетками связано с функционированием редокс-системы плазмалеммы и вклад ее в общее содержание супероксида, генерируемого корневыми клетками, в нормально функционирующих клетках невелик Однако при увеличении функциональных нагрузок активность редокс-системы плазмалеммы резко возрастает, что приводит к значительной генерации супероксида.

Известно, что витамин К3 является акцептором электронов с флавина. Нами было изучено действие на образование супероксида корневыми клетками его синтетического аналога - викасола. Инкубация отсеченных корней в присутствии ви-касола приводила к полному подавлению генерации сулероксида. Последнее наблюдалось как при использовании эпинефрин/адренохромовой системы, так и ме-

\ 30 -

f 25 •

20 -

& 15 -

1 10

5 -

0 -1

2 з

Рис. 3. Влияние ингибиторов флавиновых ферментов на генерацию супероксида клеток корней после 1-часовой инкубации:

1. контроль;

2. хлорпромазин 0,1 мМ;

3. хинин 10 мМ; 4.1ЩЙ0,5мМ;

5. ЩЛ^щ + хлорпромазин;

6. ЙШГЯ+- хинин.

тода ЭПР (рис. 4), что является еще одним подтверждением участия флавина в восстановлении кислорода.

2.2.2. Участие супероксида в детоксикации ксенобиотиков растительными клетками

Детоксикация некоторых ксенобиотиков (например, замещенных аминов) сопровождается образованием И-окисей при участии супероксида, генерируемого флавинОм (Карузина и др., 1971). Таким образом может обезвреживаться димети-ланилин, или амидопирин. Ранее в нашей лаборатории были получены данные, свидетельствующие о том, что в клетках корней происходит детоксикация амидопирина с образованием конечного продукта его деметилирования формальдегида (Сафина и др., 1978). Процесс обезвреживания амидопирина сопровождается не только увеличением потребления кислорода клетками корней, но и, как показали наши эксперименты, возрастанием образования супероксида (рис. 5), которое было чувствительно к ингибиторам флавиновых ферментов (рис. 5). На основании данных, свидетельствующих об участии флавинов в образовании супероксида, можно полагать, что начальным этапом детоксикации амидопирина корневыми клетками

160 140 -120 ■ юо -80 -60 -40 -20 -о -

Рис. 5. Влияние ингибиторов на образование супероксида корневыми клетками в присутствии амидопирина (1 час инкубации):

1 - контроль (СаС12 0,25 М);

2 - амидопирин (I мМ);

3 - амидопирин + хлорпромазин (0,1 мМ); 4-амидопирин + хинин (10мМ)

Рис. 4. ЭПР спектры корней пшеницы в присутствии викасола (0,5 мМ):

а) контроль;

б) + НАДН 0,5 мМ;

в) + НАДН + викасол

является образование М-окиси амидопирина (именно в процессе образования 14-окиси амидопирина возможно участие супероксида).

Учитывая недостаточность доказательства в литературе полной аналогии всех компонентов редокс-системы растительных клеток таковым в нейтрофилах млекопитающих, а также на основании полученных нами данных о подавляющем эффекте ингибиторов флавопротеидной активности (рис. 3) и переносчика электронов витамина Кэ (рис. 4), мы предполагаем существование укороченной редокс-системы на поверхности корневых клеток с самоокисляющимся флавином. Мы полагаем, что функциональное значение образования супероксида редокс-системой шхазмалеммы несомненно, и активация этого процесса, в частности, при детокси-кации некоторых ксенобиотиков, осуществляющейся через Ы-окисление, является подтверждением этому.

2.2.3. Участие пероксидазы в образовании супероксидного анион-радикала

В некоторых растительных тканях пероксидазы клеточной стенки являются непосредственным источником АФК при окислительном взрыве. Показано, что пе-роксидаза генерирует пероксид водорода (Во1и-е11, 1999), а также супероксид с использованием пероксида водорода в качестве субстрата (Лебедева, Угарова, 1997). Эти реакции идут при наличии нейтрального рН и в присутствии восстановителя. Дополнительным доказательством роли пероксидазы в генерации супероксида служат эксперименты, выполненные на культуре клеток, продемонстрировавшие

направленную секрецию пероксидазы к участку атаки патогеном (МсЬшку е1 а1., 1999). Известно, что стимуляция активности пероксидазы может происходить в присутствии доноров электронов как органической, так и неорганической природы. В наших экспериментах, как отмечалось ранее, доноры электронов как органические (НАД-Н, НАДФ-Н), так и неорганические (ферроцианид), вызывали стимуляцию образования супероксида корневыми клетками (рис. 2). Применение ингибиторов флавинов приводило лишь к частич-

25 -|

^20-

Коптроль КСГЧ

Рис б. Действие КСИ и на генерацию супероксида

350-

ЭОО '

250

200

ISO

100

SO 0

Рис. 7. Действие органических кислот на генерацию супероксвда отсеченными корнями проростков пшеницы:

1 - контроль;

2 - салициловая кислота 1 мМ;

3 -яблочная кислота 1 мМ;

4 -лимонная кислота 1 мМ;

5 - малоновая кислота 1 мМ:

6 - фумароеая кислота 1 мМ; 7-янтарная кислота 1 мМ

ному подавлению Ог-синтезирующей активности (рис. 3). Наши эксперименты с использованием ингибиторов гемсодер-жащих ферментов - цианида и азида - выявили высокую чувствительность супероксид-синтезирующей системы к действию этих ингибиторов, что свидетельствует об участии перок-сидазы в генерации супероксида корневыми клетками (рис. 6). Нами была обнаружена суперок-сид-синтезирующая активность в

200

экстраклеточном растворе. По-видимому, в среду инкубации происходит вымывание растворимой фракции пероксидазы, которая вносит вклад в образование пе-роксида водорода и, вероятно, супероксида. Об этом свидетельствует то, что добавление KCN к экстраклеточному раствору после инкубации и удаления из него корней приводило к подавлению образования супероксида (рис. 8). Накопление

пероксида водорода может быть также связано с иигибиро-ванием катал азы, которая является основным ферментом, разлагающим Н2О2. Среди ингибиторов каталазы особое место занимает салициловая кислота, накапливающаяся в клетках в ' * 4 а ° ответ на воздействие, напри-

Рис. 8. Влияние KCN ка генерацию супероксида в патогены (Chen et aL, 1993; экзоклеточном растворе после инкубации корней на

растворах кислот: Duraer and Klessig, 1996). Пока-

1-контроль; 4- KCN 0.1 Ш;

2- лимонная кислота 1мМ; S - лимонная кислота + KCN; Зано также, ЧТО катал аза ИНГИ-3 - янтарная кислота 1 мМ; б-янтарная кислота+ KCU

бируется и экзогенной салициловой кислотой (Тарчевский и др., 1999). Ингаби-рующий эффект на активность каталазы оказывает янтарная кислота (Тарчевский и др., 1999). Однако до сих пор нет сведений о влиянии этих ингибиторов каталазы на генерацию супероксида - предшественника Нг02. Уменьшение содержания Н2О2 каталазой способствует уменьшению образования активных форм кислорода в реакции пероксидазы. Имеются экспериментальные данные о том, что каталаза инги-бирует образование супероксида (Погосян и др., 1978).

Обработка корневых клеток салициловой кислотой в наших экспериментах приводила к увеличению образования ими супероксида (рис, 7). Из рисунка 7 видно, что янтарная кислота, так же, как и салициловая, оказала стимулирующее действие на продукцию супероксида. Исследование влияния ряда органических кислот, таких как яблочная, лимонная, фумаровая, малоновая кислоты, выявило их стимулирующий эффект на образование супероксида (рис. 7). В этих условиях продукция супероксида была чувствительна к КСЫ (рис. 8). Таким образом, можно полагать, что многие органические кислоты, а не только салициловая или янтарная, через ингибирование каталазы способствуют активации пероксидазы, связанной с продукцией активных форм кислорода. Все эти кислоты имеют свои определенные функции в клетке, но в даниом случае они, вероятно, не проявляют своего специфического влияния и за время воздействия (1 час) приводят к изменениям на поверхности клеток (в клеточной стенке и на плазмалемме). Исключением может быть малат, который является источником электронов для малатдегидрогеназы, восстанавливающей НАД до НАД Н в малат-оксалоацетатном шунте. НАД-Н в дальнейшем может использоваться как пероксидазой, так и НАД-Н-оксидазой клеточной стенки. Стимулирующий эффект органических кислот на образование супероксида проявляется при рН среды 7,0, когда кислоты в значительной степени диссоциированы. В экспериментах при рН 5,5 органические кислоты не оказывали влияния на генерацию супероксида. Таким образом, органические кислоты стимулируют образование супероксида, находясь в диссоциированной форме и, вероятно, в клетки не проникают. Не исключена и вероятность того, что в процессе, запускающем образование супероксида, играют роль отрицательные заряды органических кислот, которые в определенной степени изменяют поверхностный заряд клеточной мембраны и обладают дегергентоподобным действием. Ангидрид ян-

тарной кислоты, как было показало, уменьшает стабильность мембран (Гельман и др., 1972).

Полученные результаты позволяют предположить возможность функционирования различных механизмов стимуляции продукции активных форм кислорода растительными клетками. Действие органических кислот может проявляться путем воздействия на активность каталазы, а также вследствие изменения заряда клеточной поверхности.

2.2.4. Вклад продукции супероксида в выделение тепла растительными клетками

Известно, что при рекомбинации свободных радикалов выделяется определенное количество тепла (Владимиров, 1999). В связи с этим, нами были проведены исследования по выявлению сопряженности продукции супероксида и выделения тепла корнями пшеницы при воздействиях, модифицирующих образование супероксида.

Ранее отмечалось, что в присутствии экзогенного донора электронов НАД-Н продукция супероксида возрастала (рис. 2). Одновременно с этим происходило увеличение тепловыделения корневых клеток. Тепловыделение корней, стимулированное НАД-Н, было чувствительно к ингибитору флавиновых ферментов хинину (рис. 9). Совокупность данных об ингабировании хинином продукции супероксида, генерируемого на фоне НАД-Н, и подавлении, при этом, тепловыделения свидетельствует о том, что ак-

"иП

'к

«г6 \ч

§ 4-]

1 2- *

а о

- контроль 1 хишш

„ 2 Время, ч

--НАДН

— - НАДН 4- хинин

Рис. 9. Действие ингибитора флавина - хинина (10 мМ) на выделение тепла корневыми клетками в присутствии НАДН (0,5 мМ).

>12 1

* 6 V

& о

- , ------1

0 1 2

Время, ч

Контроль — — Викасол

Рис. 10. Влияние перехватчика электронов витамина Кз (викасола) на тепловыделение.

ташость Ог'-синтезирующей системы вносит существенный вклад в образование тепла растительными клетками.

Участие флавиновых ферментов в генерации супероксида с одновременным выделением клетками тепла подтверждается опытами с использованием акцептора электронов с флавнна - витамина Кз (викасола). Викасол резко ингибировал образование супероксида корнями (рис. 4) и тормозил тепловыделение корневыми клетками (рис. 10).

Таким образом, генерация супероксида растительными клетками является одним из компонентов суммарной теплопродукции, однако прямая активация или угнетение супероксид-синтезирующих систем может изменять общую теплопродукцию растительных клеток. По-видимому, кроме вклада рекомбинации супероксидов и окислительных процессов в выделение тепла корневыми клетками, могут быть другие источники тепловыделения, связанные косвенно с этими процессами. Если принять во внимание, что супероксид обладает мембранолитическим эффектом, а также играет роль в регуляции открывания-закрывания ионных каналов (через окисление БН-групп), то увеличение, вследствие этого, проводимости плазма-леммы может привести к частичному рассеиванию ионных градиентов между клетками и средой. Известно, что рассеивание ионных градиентов вносит значительный вклад в выделение тепла клетками (Скулачев, 1989).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные результаты показали, что генерация супероксида является одним их компонентов ранней ответной реакции корневых клеток на воздействие (механическое повреждение - отсечение корней от проростка). Стимуляция генерации супероксида происходит в начальный период после отсечения корней, а затем образование супероксида снижается. Можно полагать, что в регуляции содержания супероксида клеточной поверхности принимают участие антиоксидантшые системы, в частности, суперокс вддисмутаза (СОД), активность которой снижена в начальный период ответной реакции и повышается в ходе адаптивного старения корневых клеток.

Выявление источников образования супероксида на клеточной поверхности показало, что в этом процессе могут принимать участие редокс-системы плазма-

леммы. На основании экспериментальных данных выдвинуто положение о существовании и функционировании в составе редокс-системы плазмалеммы флавинового фермента, который является источником генерации супероксида и восстанавливается донорами электронов, например, НАД-Н или НАДФ-Н.

Кроме редокс-системы на поверхности клетки существует и другой источник супероксида - растворимая пероксидаза. Использование ряда органических кислот (в том числе и известных как ингибиторы катал азы - салициловая, янтарная) дало возможность показать, что ингибирование каталазы может быть ключевым моментом в поддержании в апопластном растворе определенного уровня Н202. В процессе взаимодействия Н^Ог с пероксидазой и может происходить образование супероксида.

Наши результаты о влиянии на образование супероксида ксенобиотика амидопирина совершенно по новому позволяют подойти к проблеме детоксикации в растительных клетках. Детоксикация амидопирина, вероятно, связана с образованием К-охиси на плазматической мембране корневых клеток с участием флавинового фермента.

В результате проведенных экспериментов была обнаружена сопряженность образования супероксида и общего тепловыделения корневых клеток. Стимуляция образования супероксида донорами электронов и блокирование генерации супероксида акцепторами электронов приводили соответственно к стимуляции и к торможению тепловыделения корнями. Эти данные позволяют сделать предварительный вывод о том, что образование супероксида вносит определенный вклад в общее тепловыделение растительных клеток. Вклад в тепловыделение вносит не сама генерация супероксида, а, вероятно, рекомбинация свободных радикалов и/шш окислительные процессы с участием супероксида, а также активирующее действие супероксида на рассеивание ионных градиентов.

ВЫВОДЫ

1. Получены новые данные о функционировании в плазмалемме корневых клеток редокс-системы, генерирующей супероксид. Впервые выдвинуто положение о том, что компонентом этой редокс-системы является флавиновый

фермент, взаимодействующий непосредственно с кислородом и локализованный на внешней поверхности плазматической мембраны.

2. Установлено, что источником генерации супероксида является пероксидаза клеточной поверхности, которая может использовать в качестве субстратов восстановитель и пероксид водорода.

3. Впервые показано, что органические кислоты резко усиливают образование супероксида корневыми клетками.

4. Впервые показано, что детоксикация ксенобиотика амидопирина корневыми клетками сопровождается образованием супероксида. Выдвинуто положение о том, что это приводит к обезвреживанию амидопирина посредством образования его N-окиси в плазматической мембране с участием флавина.

5. Впервые выявлена сопряженность генерации супероксида и теплопродукции корневыми клетками. Это позволяет полагать, что образование супероксида с последующей рекомбинацией радикалов и/или вовлечением их в окислительные процессы является одним из источников общего тепловыделения корней.

6. Генерация супероксида корневыми клетками является компонентом раннего плейотипического ответа корневых клеток на воздействие (в данном случае механическое повреждение).

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Колесников О.П., Минибаева Ф.В., Гордон Л.Х. Роль редокс-системы плазма-леммы в генерации супероксидного анион-радикала растительными клетками. // Тезисы VI молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге 12-16 мая 1997 г. С. 54.

2. Минибаева Ф.В., Колесников О.П., Вылегжанина H.H., Гордон Л.Х. Генерация супероксида в растительных клетках при изменении проницаемости плазма-леммы для ионов. И Тезисы сообщений Второго съезда биохимического общества Российской Академии Наук 19-23 мая 1997 г. Москва. Пущино. Ч. 2. С. 214-215.

3. Minibayeva F.V., Kolesnikov O.P., Gordon L.K. Contribution of redox system of plasma membrane to the superoxide production by root cells. // International conference. Plasma membrane redox systems and their role in biological stress and disease. April 5-8. 1998. Antwerp. Belgium. P. 51.

4. Minibayeva F.V., Kolesnikov O.P., Gordon L.K., Bolwell G.P. Signal transduction during the oxidative burst in response to the pathogen and wound stresses in plant cells. II Abstracts. Winter meeting 1998 of the society for free radical research (European region) Oxygen, free radicals and oxidative stress in plants (Euroconference). Spain. Granada, December 17-19. 1998. P. 99.

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

6. F.V.Minibayeva, L.Kh. Gordon, OJP.Kolesnikov, A.Ju.Alyabyev, N.L.Loseva Oxygen radicals can change the heat release of plant cells. // Abstracts ISBC-XI (International Society for Biological Calorimetiy) "Biothermodynamics: molecular, organismal, and Ecological" Peruvian Lodge Alta, Utan, USA, 6-10 June 1999, P.55.

7. Колесников О.П., Минибаева Ф.В. Роль пероксидазы клеточной стенки в генерации супероксидного радикала клетками корней пшеницы при стрессе. // Тезисы докладов Всероссийской молодежной научной конференции "Растение и почва" 6-10 декабря 1999 г., Санкт-Петербург. С. 109-110.

8. Гордон JI.X., Колесников О.П., Минибаева Ф.В. Образование супероксида ре-докс-системой плазмалеммы корневых клеток и ее участие в детоксикации ксенобиотиков. И Докл. АН. 1999. Т. 367. № з. С. 409-411.

9. Minibayeva F., Gordon L., Kolesnikov О., Chasov A. Role of exocellular Peroxidase in the superoxide production by root cells. II Abstracts 5th Int. Conf. On Plasma Membrane Redox and Their Role in Biological Stress and Disease. Germany. Hamburg. March 26-29. 2000. P. 95.

10. Колесников О.П., Часов AB., Минибаева Ф.В. Выявление вклада пероксидазы клеточной стенки в генерацию супероксида. // В сб. "Проблемы био- и мед-экологии республики Татарстан" (в печати).

11. Часов А.В., Колесников О.П. Выявление механизмов генерации супероксида клетками корней пшеницы при раневом стрессе. // Тезисы докладов Всероссий-

скон конференции молодых ученых "молодые ученые - агропромышленному комплексу" 28-29 марта 2000 г., Казань.

12. Часов A.B., Колесников О.П. Роль клеточной поверхности в генерации супероксида // Тезисы докладов школы-конференции "Горизонты физико-химической биологии" 28 мая - 2 июня 2000 г., Пущино.

13.Минибаева Ф.В., Гордон, JI.X., Колесников О.П., Часов A.B., Вылегжанина H.H. Участие редокс-системы плазматической мембраны и пероксидазы клеточной стенки в образовании супероксида в клетках корней. // Тезисы докладов Международной конференции "Митохондрии, клетки и активные формы кислорода" 6-9 июня 2000 г., Пущино.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Колесников, Олег Петрович

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Кислород и его токсическое действие.

1.2. Свободно-радикальная токсичность кислорода и защита клетки от свободных радикалов.

1.3. Супероксид и его источники.

1.4. Супероксид и кальций при стрессовом воздействии.

1.5. Редокс-системы плазмалеммы.

1.6. Цитохромы Ь-типа в плазматической мембране.

1.7. НАДФН -утилизирующие флавоферменты плазматической мембраны растенийЗО

1.8. Сколько же мембраносвязанных редокс ферментов?.

1.9. Пероксидаза, как один из источников активных форм кислорода.

1.10. Термогенез. Энергетические потери клетки как составляющая часть энергетического баланса.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объект исследования.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Определение генерации супероксидного радикала.

2.2.2. Определение генерации супероксида методом ЭПР.

2.2.3. Определение проницаемости мембран корневых клеток для ионов калия

2.2.4. Определение теплопродукции отсеченных корней (темновая калориметрия)

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Изучение содержания супероксида в процессе формирования адаптации в отсеченных корнях пшеницы.

3.2. Регуляция содержания супероксида супероксиддисмутазой.

3.3. Возможные источники генерации супероксидного анион-радикала поверхностной мембраной растительных клеток.

3.4. Редокс-системы плазматической мембраны.

3.5. Участие супероксида в детоксикации ксенобиотиков растительными клетками

3.6. Вклад продукции супероксида в выделение тепла растительными клетками.

3.7. Пероксидаза в образовании супероксидного анион-радикала.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Образование супероксида на поверхности корневых клеток - компонент ранней ответной реакции на воздействие"

Кислород играет ключевую роль в энергетике большинства живых существ. Он служит окислителем питательных веществ при дыхании животных, растений, грибов и бактерий. Без кислорода обходятся лишь сравнительно немногочисленные виды, обитающие в бескислородных (анаэробных) условиях и покрывающие свои энергетические потребности за счет брожения. Однако высокая окислительная способность кислорода, необходимая для его функционирования в дыхательной системе, из добра превращается в зло, если принять во внимание возможность "паразитных" химических реакций окисления кислородом различных химических веществ в живой клетке (Скулачев, 1996). Эти самопроизвольные, неферментативные реакции всегда начинаются с одноэлектронного восстановления молекулярного кислорода, давая его анион-радикал, или супероксид (02 ")•

Итак, кислород полезен для живой клетки как окислитель питательных веществ, но вреден как окислитель ДНК и других жизненно важных компонентов. Клетка располагает глубоко эшелонированной системой защиты от повреждающего действия кислорода. Эта система состоит из механизмов: (1) предотвращающих "паразитные" химические реакции одноэлектронного восстановления кислорода и (2) убирающих продукты такого восстановления. Клетки, не справившиеся с задачей защиты от кислородной опасности и, тем самым, поставившие под удар свой генетический аппарат, кончают самоубийством, включая апоптоз, зависящий от активных форм кислорода.

С практической точки зрения, изучение роли активированного кислорода в клетках и тканях животных и человека оказалось исключительно плодотворным. В фокус этого направления попали такие фундаментальные медико-биологические проблемы как повреждение и устойчивость клетки, фагоцитоз, бактерицидные эффекты и др. Выяснилось, что активированный кислород выступает в роли важного патогенетического фактора при многих тяжелых заболеваниях: ишемической болезни сердца, лучевом поражении, катаракте, воспалительных процессах, авитаминозе, раке и т.д. Все это, естественно, привело к резкому нарастанию интереса к различным аспектам кислородной проблемы.

В потоке научной литературы, посвященной активированному кислороду, существует множество работ выполненных на объектах животного происхождения, растительным организмам и клеткам уделяется сравнительно мало внимания. Между тем, именно эти организмы способны к активному выделению кислорода, наиболее богаты пигментами-сенсибилизаторами, отличаются высокой реакционной способностью молекулярных компонентов и обладают развитой защитной системой.

В течение своей жизни растения постоянно подвергаются различным стрессовым воздействиям. Одна из самых ранних стрессовых реакций - это образование ряда активных форм кислорода (супероксидный анион-радикал, пероксид водорода, гидроксильный радикал и т.д.), которые могут выполнять роль вторичных посредников, а также другие функции в ходе развития адаптации клеток после воздействия.

Постановка проблемы, ее актуальность. Чрезвычайно широкий спектр биохимических эффектов активных метаболитов кислорода, в частности супероксидного аниона, объединяет все возрастающий интерес к влиянию их на функциональную активность клеток. Супероксид является собственным метаболитом клетки и образуется в результате одноэлектронного восстановления кислорода, катализируемого оксидазами. Особый интерес представляет НАД(Ф)Н оксидаза, локализованная в плазматической мембране. Было показано, что при фагоцитозе чужеродных веществ резко увеличивается поглощение кислорода. Это явление получило название "дыхательного взрыва". Позднее оказалось, что образование супероксида (и других активных форм кислорода) присуще не только фагоцитирующим клеткам, но происходит и в других типах клеток. Особое внимание в настоящее время уделяется быстрой продукции активных форм кислорода (АФК) с последующим каскадом ответов растительных клеток при воздействии биотических и абиотических стрессоров. Считается, что продукция супероксидного аниона и пероксида водорода является одним из ранних событий, происходящих при патогенной атаке растительных клеток (Bolwell et al., 1995, 1998; Alvarez et. al., 1998). Получены данные об индукции окислительного стресса при действии низкой температуры в развивающихся проростках кукурузы (Prasad, 1996), засухи - в растениях гороха (Moran et. al., 1994), при гипоосмотическом и механическом стрессах (Cazale et. al., 1998).

Цели и задачи. Основной целью исследований было выявление образования супероксидного анион-радикала и источников его генерации на клеточной поверхности в ответ на стрессовое воздействие. Были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать образование супероксида в ходе формирования адаптации отсеченных корней и чувствительность этого процесса к ингибитору супероксиддисмутазы диэтилдитиокарбамату натрия (ДДК) на разных фазах адаптации.

2. Выявить роль редокс-системы плазмалеммы в генерации супероксида на клеточной поверхности с использованием непроникающих в клетки доноров электронов (НАДФ-Н, НАДН, ферроцианид) и ингибиторов ферментов, участвующих в этом процессе.

3. Показать участие супероксида в детоксикации ксенобиотика амидопирина.

4. Показать участие пероксидазы клеточной поверхности в генерации супероксида.

5. Изучить влияние на образование супероксида ряда органических кислот.

6. Выявить взаимосвязь между генерацией супероксида и тепловыделением корневых клеток.

Научная новизна работы.

Впервые выявлена динамика генерации супероксида в ходе развития адаптивного старения корневых клеток и показана положительная корреляция его образования с изменениями проницаемости плазмалеммы для ионов калия и изменением мембранного потенциала.

Впервые предположено существование на поверхности клетки самоокисляющегося флавина, который генерирует супероксид и может принимать участие в реакциях детоксикации, в частности детоксикации ксенобиотика амидопирина.

Показано, что пероксидаза клеточной поверхности участвует в генерации супероксида. Данный процесс может активироваться рядом органических кислот. Стимулирующее действие органических кислот на образование супероксида может быть связано с ингибированием каталазы, а также с изменением поверхностного заряда плазмалеммы или путем проявления кислотами детергентных свойств. Индуцируемое органическими кислотами вымывание растворимой фракции пероксидазы во внеклеточный раствор приводит к активации данного фермента.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на итоговых конференциях и семинарах КИББ КНЦ РАН (1997, 1999, 2000 гг.), на Втором съезде биохимического общества Российской Академии Наук (Москва, 1997), на VI молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге (1997), на международной 9 конференции "Plasma membrane redox systems and their role in biological stress and disease" (Антверпен, Бельгия, 1998). на европейской конференции "Oxygen, free radicals and oxidative stress in plants" (Гранада, Испания, 1998), на международной конференции "Biothermodynamics: molecular, organismal, and Ecological" (Юта, США, 1999), на Всероссийской молодежной научной конференции "Растение и почва" (Санкт-Петербург, 1999), на 5 международной конференции "Plasma Membrane Redox and its Role in Biological Stress and Disease" (Гамбург, Германия, 2000), на Всероссийской конференции молодых ученых "Молодые ученые -агропромышленному комплексу" 28-29 марта (Казань, 2000), на школе-конференции "Горизонты физико-химической биологии" 28 мая - 2 июня (Пущино, 2000), на Международной конференции "Митохондрии, клетки и активные формы кислорода" 6-9 июня (Пущино, 2000).

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Колесников, Олег Петрович

ВЫВОДЫ

2. Источником генерации супероксида является пероксидаза клеточной поверхности, которая может использовать в качестве субстратов восстановитель и пероксид водорода.

3. Впервые показано, что органические кислоты резко усиливают образование супероксида корневыми клетками.

4. Впервые показано, что детоксикация ксенобиотика амидопирина корневыми клетками сопровождается образованием супероксида. Выдвинуто положение о том, что это приводит к обезвреживанию амидопирина посредством образования его И-окиси в плазматической мембране с участием флавина.

5. Впервые выявлена генерации супероксида и теплопродукции корневыми клетками. Это позволяет полагать, что образование супероксида с последующей рекомбинацией радикалов и/или вовлечением их в окислительные процессы является одним из источников общего тепловыделения корней.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные результаты показали, что генерация супероксида является одним их компонентов ранней ответной реакции корневых клеток на воздействие (механическое повреждение - отсечение корней от проростка). Стимуляция генерации супероксида происходит в начальный период после отсечения корней, а затем образование супероксида снижается. Можно полагать, что в регуляции содержания супероксида клеточной поверхности принимают участие антиоксидантные системы, в частности супероксиддисмутаза (СОД), активность которой снижена в начальный период ответной реакции и повышается в ходе адаптивного старения корневых клеток.

Выявление источников образования супероксида на клеточной поверхности показало, что в этом процессе могут принимать участие редокс-системы плазмалеммы. На основании экспериментальных данных выдвинуто положение о существовании и функционировании в составе редокс-системы плазмалеммы флавинового фермента, который является источником генерации супероксида и восстанавливается донорами электронов, например, НАДН или НАДФН.

Кроме редокс-системы на поверхности клетки существуют и другие источники супероксида - растворимая пероксидаза. Использование ряда органических кислот (в том числе, и известных как ингибиторы каталазы - салициловая, янтарная) дало возможность показать, что ингибирование каталазы может быть ключевым моментом

82 в поддержании в апопластном растворе определенного уровня Н202. В процессе взаимодействия Н202 с пероксидазой и может происходить образование супероксида.

Наши результаты о влиянии на образование супероксида ксенобиотика амидопирина совершенно по новому позволяют подойти к проблеме детоксикации в растительных клетках. Детоксикация амидопирина, вероятно, связана с образованием Ы-окиси на плазматической мембране корневых клеток с участием флавинового фермента.

В результате проведенных экспериментов была обнаружена сопряженность образования супероксида и термогенеза корневых клеток. Стимуляция образования супероксида донорами электронов и блокирование генерации супероксида акцепторами электронов приводило соответственно к стимуляции и к торможению тепловыделения корнями. Эти данные позволяют сделать предварительный вывод о том, что образование супероксида вносит определенный вклад в общее тепловыделение растительных клеток. Вклад в тепловыделение вносит не сама генерация супероксида, а, вероятно, рекомбинация свободных радикалов и/или окислительные процессы с участием супероксида.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Колесников, Олег Петрович, Казань

1. Анатычук Л.И., Лусте О .Я. Микрокалориметрия. Львов: Высшая школа. 1981. 159. С.

2. Аскарова Э.А., Капитанов А.Б., Кольтовер В.К., Татищев О.С. Генерация супероксидных радикалов и текучесть мембранных липидов Acholeplasma landlawii при старении культуры клеток. // Биофизика. 1987. Т. 32. В. 1. С. 95.

3. Балаур. Н.С. Перспективы изучения биоэнергетических основ формирования продуктивности и устойчивости растений. // Известия АН МССР, сер. Биол. и хим. Наук. 1988. №1. С. 70-77.

4. Бахов Н.М., Александрова Л.З., Титов В.Н. и др. // Успехи современной биологии. 1987. Т. 104. В. 2(5). С. 281-296.

5. Блюменфельд Л.А. Проблемы биологической физики. // М.: Наука. 1984. 264 с.

6. Вартанян Л.С., Садовникова И.П., Гуревич С.М, Соколова И.С. Образование супероксидных радикалов в мембранах субклеточных органелл регенерирующей печени //Биохимия. 1992. Т. 57. В. 5. С. 671.

7. Владимиров Ю.А. Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. // М.: Наука. 1972. 252 с.

8. Владимиров Ю.А., Шерстнев М.П. Хемилюминесценция клеток животных. // Итоги науки и техники. // Биофизика. М. 1989. Т. 24. С. 176.

9. Гамалей И.А., Клюбин И.В., Арнаутова И.П., Кирпичникова K.M. Пострецепторное образование активных форм кислорода в клетках, неявляющихся профессиональными фагоцитами. // Цитология. 1999. Т. 41. № 5. С. 394-399.

10. Ю.Гелетюк В И., Казаченко В.Н. Синхронизация активности калиевых каналов нейронов моллюска индуцированная феррицианидом и барием. // Биофизика. 1987. Т. 32. В. 1.С. 73.

11. Гельман Н.С., Лукоянова М.А., Островский Д.Н. Мембраны растений и дыхательная цепь. // Москва. Наука. 1972. 246 с.

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

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

14. Гордон Л.Х. Функциональная характеристика адаптивного старения отсеченных корней пшеницы. // Физиология и биохимия культурных растений. 1992. Т. 24. № 2. С. 128-133.

15. Дубинина Е.Е. Биологическая роль супероксидного анион-радикала и супероксиддисмутазы в тканях организма. // Успехи современной биологии. 1989. Т. 108. В. 1 (4). С. 3.

16. Жолкевич В.Н., Четвериков А.Г., Корецкая Т.Ф. Сигнал ЭПР и сверхслабое свечение корней Cucumis sativus L. II Доклады АН СССР. 1970. Т. 193. № 4. С. 955957.

17. П.Жолкевич В.Н. О некоторых проблемах биоэнергетики // Изв. АН СССР Сер. Биол. 1963. №4. С. 562.

18. Жолкевич В.Н. Энергетика дыхания в условиях водного дефицита. // М.: Наука, 1968.230 с.

19. Жолкевич В.Н., Борисова Т.А., Пейсахзон Б.И. Перераспределение энергии в в клетках непосредственно перед их делением или растяжением // Физиология растений. 1972. Т. 19. Вып. 6. С. 1245.

20. Иванов И.И., Мерзляк М.Н., Тарусов Б.Н. Витамин Е, биологическая роль в связи с антиокислительными свойствами. // Биоантиокислители: Труды МОИП. М.: Наука. 1975. Т. 52. С. 30-52.

21. Иванов Х.П. Основы энергетики организма. // Л.: Наука. 1990. Т. 1. С. 3-306.

22. Кальве Э., Прат А. Микрокаллориметрия. // М.: ИЛ. 1963. 477 с.

23. Клюбин И.В., Гамалей И.А. НАДФН-оксидаза специализированный ферментативный комплекс для образования активных метаболитов кислорода. // Цитология. 1997. Т. 39. № 4/5. С. 320-340.

24. Клюбин И.В., Кирпичникова K.M., Ищенко A.M., Жахов A.B., Гамалей И.А. Роль активных форм кислорода в изменении мембранного потенциала макрофагов и астроцитов. // Биологические мембраны. 1999. Т. 16. № 4. С 453-460.

25. Козлов Ю.П. Структурно-функциональные аспекты перекисного окисления липидов в биологических мембран. // Липиды. Структура, биосинтез, превращения и функции: Сб. науч. тр. М.: Наука. 1977. С. 80-93.

26. Кулинский В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита. // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 1. С 2-7.

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

28. Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. Биологическая роль глютатиона // Успехи современной биологии. 1990. Т. 110. В. 1 (4). С. 20 33.

29. Куркова Е.Б., Верховская М.Л. Редокс-компоненты в плазмалемме растительных клеток // Физиология растений. 1984. Т. 31., № 3. С. 496 501.

30. Лебедева О.В., Угарова H.H. Стационарная кинетика реакции окисления NADH пероксидом водорода в присутствии пероксидазы хрена. // Биохимия. 1997. Т 62. Вып. 2. С. 249-253.

31. Левин C.B. Структурные изменения клеточных мембран. // Л.: Наука. Ленингр. отд-ние. 1976. С 224.

32. Мерзляк М.Н., Соболев A.C. Роль супероксидных анион-радикалов и синглетного кислорода в патологии мембран. // Итоги науки и техники. Биофизика. М. 1975. Т. 5. С. 118-165.

33. Мерзляк М.Н. Активированный кислород и окислительные процессы в мембранах растительной клетки // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Физиология растений. 1989. Т. 6. С. 1 168.

34. Мерзляк М.Н., Активированный кислород и жизнедеятельность растений. // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 9. С 20-26.

35. Минибаева Ф.В., Гордон J1.X. Особенности действия ионов кальция и кальцевого ионофора А23187 на мембранный потенциал и дыхание клеток корней пшеницы // Физиология н биохимия культ, растений. 1990. Т. 22. № 3. С. 225.

36. Новак В.А., Миклашевич А.И. Феррицианидредуктазная активность листьев элодеи и ее связь с энергетическим метаболизмом. // Физиология растений. 1984. Т. 31. №3. С. 489-495.

37. Обухова J1.K., Эмануэль Н.М. Роль свободнорадикальных реакций окисления в молекулярных механизмах старения живых организмов. // Успехи химии. 1983. Т. 52. №3. С. 353-372.

38. Пескин A.B. Роль кислородных радикалов, образующихся при функционировании мембранных редокс-цепей. в повреждении ядерной ДНК. // Биохимия. 1996. Т. 61. Вып. 1. С. 65-71.

39. Погосян С. И., Аверьянов А. А., Мерзляк М. Н.,. Веселовский В. А Внеклеточная хемнлюминесценцня корней растений // Доклады Академии наук СССР 1978. Том 239, № 4, 96-98.

40. Полевой В.В. Физиология растений. // М.: Высшая школа. 1989. 464 с.

41. Рэкер Э. Биоэнергетические механизмы. // М.: Мир. 1967. С. 291.

42. Сала А., Зарини С., Бола М. Лейкотриены: липидные биоэффекторы воспалительных реакций. // Биохимия. 1998. Т. 63. № 1. С. 101 110.

43. Саламатова Т.С., Иванова М.С., Исаченко Л.А. Метаболизм и механизм действия фитогормонов. //Иркутск. 1979. С. 186-192.

44. Сафина Г.Ф., Гордон Л.Х., Алексеева В.Я., Бичурина A.A. О гидроксилирующей активности растительных тканей // Физиология растений. 1978. Т. 25. № 1. С. 7075.

45. Семихатова O.A. Смена дыхательных систем. // Изд-во: Наука. Ленинград. 1969. 123 с.

46. Семихатова O.A., Чулановская М.В., Манометрические методы изучения дыхания и фотосинтеза растений. //М.: Наука. 1965.

47. Скулачев В.П. Аккумуляция энергии в клетке. // М.: Наука. 1969. С. 440.

48. Скулачев В.П. Трансформация энергии в биомембранах. // М.: Наука. 1972. С. 203.

49. Скулачев В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло. // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 3. С. 4 10.

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

51. Скулачев В.П. Альтернативные функции клеточного дыхания. // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 8. С. 2-7.

52. Тарчевский И.А., Максютова H. H., Яковлева В. Г., Гречкин А. Н. Янтарная кислота миметик салициловой кислоты. // Физиология растений. 1999. Т. 46. № 1. С. 23-28.

53. Турков М.И. Супероксиддисмутаза: свойства и функции. // Успехи соврем, биологии. 1976. Т. 81. В.З.С. 341.

54. Чередниченко Л.К. Физиологическая калориметрия. //M.-JI.: Наука. 1965. 136 С.

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

56. Abramson J.J., Salama Y. Critical sulfhydryls regulate calcium release from sarcoplasmic reticulum. // J. Bioenerg. and. Biomembr. 1989. 21. N. 2. P. 283-294.

57. Alvarez M.E., Pennel R.I., Meijer P.J., Ishikawa A., Dixon R.A., Lamb C. Reactive oxygen intermediates mediate a systemic signal network in the establishment of plant immunity. // Cell. 1998. V. 92. P. 1-20.

58. Asada K., Kiso K. The photo-oxidation of epinephrine by spinich chloroplasts and its inhibition by SOD: evidence for the formation of superoxide radicals in chloroplasts. // Agr. Biol. Chem. 1973. V 27. P. 453-457.

59. Asard H., Horemans N., Briggs W.R., Caubergs R.J. Blue light perception by endogeneous redox components of the plant plasma membrane. // Photochem. Photobiol. 1995 V. 61. P. 518-522.

60. Asard H., Horemans N., Preger V. Trost P Plasma membrane b-type cytochromes. // Plasma Membrane Redox Systems and their role in Biological Stress and Disease. Edited by Asard N., Berczi A., Gaubergs R.J. Kluwer Academic Publishers. 1998. P. 1 -33.

61. Aust S.D., Roerig D.L. Pederson T.C. Evidence for superoxide generation by NADPH-cytochrome c reductase of rat liver microsomes. // Biochem. Biophys. Res. Com. 1972. V. 47. P. 1133-1136.

62. Ballou D., Palmer G., Massey. V. Direct demonstration of superoxide anion production during the oxidation of reduced flavin and its catalytic decomposition by erythrocuprein. // Biochem. Biophys. Res. Com. 1969. V. 36. P. 898-904.

63. Barber M.J., Andersson B. Too much of a good thing: light can be bad for photosynthesis. //Trends Biochem. Sci. 1992. V. 17. P. 61-66.

64. Barber M.J., Kay C.J. Superoxide production during reduction of molecular oxygen by assimilatory nitrate reductase. // Arch. Biochem. Biophys. 1996. V. 326. P. 227-232.

65. Bartoli G., Galeotti T., Azzi A. Production of superoxide anions and hydrogen peroxide in ehrlich ascites tumour cell nuclei. // Biochim. Biophys. Acta 1977. V. 497. P. 622626.

66. Beauchamp C., Fridovich I. Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. // Anal Biochem 1971 Nov; V. 44(1). P. 276-287

67. Berridge M.J., Irvine R.F. Inositol trisphosphate, a novel second messenger in cellular signal transduction. //Nature. 1984. Nov 22-28. V. 312. № 5992. P. 315-321.

68. Bert P. Barometric pressure: Researches in Experimental Physiology. // Translated by M.A. Hitchcock and F. A. Hitchcock. College Book Company, Columbus, Ohio, 1943. P.565-570.

69. Beyer W., Imlay J., Fridovich, I. Superoxide Dismutases. // Prog. Nucl. Acid Res. 1991. V. 40. P.221-253.

70. Boes M., Deby C., Pincemail J., Gontier R. Membranolytic effect of 02~ by a nucleophilic non oxidative mechanism // Arch. Int. Physiol, et biochim. 1988. V. 96. № l.P. 88.

71. Bolwell G.P., Butt V.S., Davies D.R., Zimmerlin A. The origin of the oxidative burst in plants. // Free Radical Res. 1995. V 23. P 517-532.

72. Bolwell G.P., Davies D.R., Gerrish C., Auh C.K., Murphy T.M. Comparative biochemistry of the oxidative burst produced by rose and French bean cells reveals two distinct mechanisms. // Plant Physiol. 1998. Apr. V. 116 № 4. P. 1379-1385.

73. Bolwell G.P., Wojtaszek P. Mechanisms for the generation of reactive oxygen species in plant defense a broad perspective. // Physiol. Mol. Plant Pathol. 1997. V. 51. P. 347366.

74. Bovaris A., Sanchez R.A., Beconi M.T. Antimycin and cyanide-resistant respiration and superoxide anion production in fresh and aged potato tuber mitochondria. // FEBS Letters 1978. V. 92. P. 333-338.

75. Brain R.D., Freeberg J.A., Weiss C.V., Briggs W.R. Blue light-induced absorbance changes in membrane fractions from corn and Neurospora. // Plant Physiol. 1977. V. 59. P. 948-952.

76. Brot N., Weissbach H. The biochemistry of methionine sulfoxide residues in proteins. // Trends Biochem. Sci. 1982. V. 7. P. 137-139.

77. Bruckhout T.J., Hrubec T.C. Pyridine nucleotide-dependent ferricyanide reduction associated with isolated plasma membranes of maize (Zea maise L.) roots. // Protoplasma. 1986. V. 135. P. 144-154.

78. Byczskovski J.Z., Gessner T. Biological role of superoxide ion-radical. // Int. J. Biochem. 1988. V. 20. № 6. P. 569-580.

79. Cakmak I., Marschner H. Enhanced superoxide radical production in roots of zinc-deficient plants. // J. Expt. Bot. 1988. V. 39. P. 1449-1460.

80. Carmichael A.J., Samuni A., Rietsz P. Photogeneration of superoxide and decarboxylated peptide radicals by carboquone, mitomycin C and streptonigrin. // Photochem. Photobiol. 1985. V. 41. P. 635-641.

81. Cazale A.C., Rouet-Mayer M.A., Barbier-Brygoo H., Mathieu Y., Lauriere C. Oxidative burst and hypoosmotic stress in tobaco cell suspensions. // Plant Physiol. 1998 V. 16. P. 659-669.

82. Chen Z, Silva H., Klessig D.F. Active oxygen species in the induction of plant systemic acquired resistance by salicylic acid. // Science. 1993. Dec. 17. V. 262 № 5141. P. 18831886.

83. Conger A.D.,. Fairchild L.M Breakage of chromosomes by oxygen. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1952. V. 38 P. 289-299.

84. Cooper P.D., Burt A.M., Wilson. J.N. Critical effect of oxygen tension on rate of growth of animal cells in continuous suspended culture. // Nature 1958. V. 182 P. 1508-1509.

85. Cross A.R., Jones O.T.G. The effect of the inhibitor diphenilene iodonium on the superoxide-generating system of neutrophils: specific labelling of a component polypeptide of the oxidase. // Biochen J. 1986. V. 237. P. 111-116.

86. Davies K.J.A. Protein damage and degradation by oxygen radicals. I General aspects. // J. Biol. Chem. 1987. V. 162. P. 9895-9901.

87. Doke N., Ohashi, Y. Involvement of an 02-generating system in the induction of necrotic lesions on tobacco leaves infected with tobacco mosaic virus. // Physiol. Mol. Plant. Pathol. 1988. V. 32. P. 163-175.

88. Doke N., Miura Y., Sanchez L.M., Park H.J., Noritake T., Yoshioka H„ Kawakita K.

89. The oxidative burst protects plants against pathogen attack: mechanism and role as aniemergency signal for plant bio-defence. // Gene. 1996. Nov 7. V. 179. P. 45-51.

90. Durner J., Klessig D.F. Salicylic acid is a modulator of tobacco and mammalian catalases. // J. Biol. Chem. 1996. Nov 8. V. 271 № 45. P. 28492-28501.

91. Elstner E.F., Heupel A. Formation of hydrogen peroxide by isolated cell walls from horseradish (Armoracia lapathifolia). II Planta. 1976. V. 130. P. 175 180.

92. Elstner E.F. Mechanisms of oxygen activation in different compartments of plant cells // In: Active oxygen/oxidative stress and plant metabolism. Pell E.J. and Steffen K.L. (eds) American Soc. Plant Physiol. 1991. Rockville M.D. P. 13-25

93. Farr S.B., Kogama T. Oxidative stress responses in Escherichia coli and Salmonella typhimurium. // Microbiol. Rev. 1991. V. 55. P. 561-585.

94. Fenn W.C., Gershman R., Gilbert D.L. Mutagenic effects of high oxygen tensions on Escherichia coli. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1957. V. 43. P. 1027-1032.

95. Ferguson D.L., Burke J.J. A new method of measuring protein-methionine-S-oxide reductase activity. // Plant Physiol. 1992. V. 100. P. 529-532.

96. Fridovich I. Quantitative aspects of the production of superoxide anion radical by milk xanthine oxidase. // J. Biol Chem 1970. V. 245. P. 4053-4057.

97. Fuson R.L., Saltzman H.A., Smith W.W., Whelan R.E., Osterhout S„ Parker R.T. Clinical hyperbaric oxygenation with severe oxygen toxicity. // N. Engl. J. Med. 1965. V. 273. P.415-419.

98. Gardner P.R., Fridovich I. Superoxide sensitivity of Escherichia coli 6-phosphogluconate dehydratose. //J. Biol. Chem. 1991. V. 266. P. 1478-1483.

99. Gilroy S. Trewavas A.J. A decade of plant signals. // BioEssays. 1994. V. 16. P. 677 -682.

100. Gotoh T., Shikama K. Generation of the superoxide radical during the autoxidation of oxymyoglobin. // J. Biochem. 1976. V. 80. P. 397-399.

101. Gross G.G. The biochemistry of lignification. // Adv. Bot. Res. 1980. V. 8. P. 25-63.

102. Gross G.G., Janse C., Elstner E.F. Involvement of malate, monophenols and superoxide radical in hydrogen peroxide formation by isolated cell walls from horseradish (Armoracia lapathifolia Gilib.). Il Planta 1977. V. 136. P. 271-276.

103. Halliwell B. Lignin synthesis: the generation of hydrogen peroxide and superoxide by horseradish peroxidase and its stimulation by manganese (II) and phenols. // Planta. 1978. V. 140. P. 81-99.

104. Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Free radicals in biology and medicine. // Oxford: Claredon Press. 1985. 259 p.

105. Hartenstein R., Neuhauser E.D., Mulligan R. // Phytochemistry. 1977. V. 16. P. 1855-1857.

106. Hassan H.M., Fridovich I. Superoxide radical and the oxygen enhancement of the toxicity of paraquat in Escherichia coli. II J. Biol. Chem. 1978. V. 253 P. 8143-8148.

107. Hendry G.A.F Oxygen, free radical processes and seed longevity. // Seed Science Research. 1993. V. 3. P. 141-153.

108. Hohn D.C., Lehere R.L. NADPH oxidase deficiency in X-linked chronic granulomatous disease. // J. Clin Invest. 1975. 53:707-713.

109. Imlay J.A., Linn S. DNA damage and oxygen radical toxicity. // Science 1986. 240:1302-1309.

110. Johnston R.B., Godzik C.A., Cohn Z.A. Increased superoxide anion production by immunologically activated and chemically elicited macrophages. // J. Exp. Med. 1978. 148: 115-127.

111. Johnston R.B., Lehmeyer J.E., Guthrie L.A. Generation of superoxide anion and chemiluminescence by human monocytes during phagocytosis and on contact with surface-bound immunoglobulin G. // J. Exp. Med. 1976. 143: 1551-1556.

112. Jones O.T.G. The regulation of superoxide production by the NADPH oxidase of neitrophils and other mammalian cells. // BioEssays. 1994. V. 16. P. 919-923.

113. Jones O.T.G., Jones S.A., Wood J.D. Expression of comopnents of the superoxide generating NADPH oxidase by human leucocytes and other cells. // Protoplasma. 1995. V. 184. P. 79-85.

114. Kemp R.B. Microcalorimetric studies of tissue cells in vitro. // In. Biological Microcalorimetry, 1980 Fcad. Press. Beezer A.E. (Ed.).

115. Knowles P.F., Gibson J.F.,. Pick F.M, Bray R.C. Electron-spin-resonance evidence for enzymic reduction of oxygen to a free radical, the superoxide ion. // Biochem. J. 1969. Ill: 53-58.

116. Kono Y., Takahashi M.A., Asada K. Oxidation of manganous pyrophosphate by superoxide radicals and illuminated spinich chloroplasts. // Arch. Biochem. Biophys. 1976. V. 174 P. 454-462.

117. Konstantinov Y., Rivkin M., Deineko E. Possible free-radical mechanism of somaclonal variations appearance in plants. // Biotechnology & BioE. 1992 V.6 P. 5-6.

118. Leshem Y.Y. Plant senescence processes and free radical. // Free Radical Biology & Medicine. 1988. V. 5. P. 39-49.

119. Liovich S.I., Fridovich I. Superoxide generated by glutatione reductase initiates a vanadate-dependent free radical chain oxidation of NADH. // Arch. Biochem. Biophys. 1992. V. 294. №2. P. 403-406

120. Loschen G., Azzi A., FloheBp L. Mitochondrial H202 formation: Relationship with energy conversion. // FEBS Lett 1973. 33:84-88.

121. Loschen G., Azzi A., Richter C., FloheBp L. Superoxide radicals as precursors of mitochondrial hydrogen peroxide. // FEBS Lett 1974. 42:68-72.

122. Lundegardh H. An electro-chemical theory of salt absorbtion by plants. // Nature. 1939. V. 143. P. 203.

123. McCord J.M., Fridovich I. Production of superoxide anion in photolyzed water demonstrated through the use of superoxide dismutase. // Photochem. Photobiol. 1973. V. 17 P. 115-121.

124. McCord J.M., Fridovich I. The utility of superoxide dismutase in studying free radical reactions. I. Radicals generated by the interaction of sulfite, dimethyl sulfoxide, and oxygen. // J. Biol. Chem. 1969. Nov 25. V. 244. P. 6056 6063.

125. Mehdy M C Active oxygen species in plant defense against pathogens. // Plant. Physiol. 1994. V. 105 № 2. P. 467.

126. Michaelis L. Free radicals as intermediate steps of oxidation reduction. // Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. L.I., N.Y., Cold Spring Harbor. The Biol. Lab. 1939 V. 7. P. 33-49.

127. Misra H.P., Fridovich I. The generation of superoxide radical during the autoxidation of ferredoxins. // J. Biol. Chem. 1971. Nov 25. V. 246 № 22. P. 6886-90.

128. Misra H.P., Fridovich I. The generation of superoxide radical during the autoxidation of hemoglobin. // J. Biol. Chem. 1972. Nov 10. V. 247 № 21 P. 6960-6962.

129. Misra H.P., Fridovich I. The univalent reduction of oxygen by reduced flavins and quinones. // J. Biol. Chem. 1972. Jan 10 V. 247 № 1 P. 188-192.

130. Moran J.F., Becana M., Iturbeormaetxe I., Frechilla S., Klucas R.V. Apariciotejo P. Drough induces oxidative stress in pea plants. // Planta 1994. V. 194. P. 346-352.

131. Morre D.J., Brightman A.O., Wu L.Y., Barr R., Leak, B., Crane F.L. Role of plasma membrane redox activities in elongation growth in plants. // Physiol. Plant 1988. V. 73: P. 187-193.

132. Nicotera P., Bellomo G., Orrenius S. Calcium mediated mechanisms in chemically-induced cell death. 11 Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1992. V. 32. P. 469-470.

133. Nishikimi M. Oxidation of ascorbic acid with superoxide anion generated by the xanthine/XO system. // Biochem. Biophys. Res. Com. 1975. V. 63. P. 463-468.

134. Nishizuka Y. Turnover of inaction phospholipids and signal transduction. // Science. 1984. Sep 21. V. 225 № 4668. P. 1365-1370.

135. Oleinick, N.L., Chiu, S., Ramakrishman N., Xue, L. The formation, identification, and significance of DNA-protein cross-links in mammalian cells. // Brit. J. Cancer 55: Suppl. 1986. V. 8. P. 135-140.

136. Orrenius S. Mechanisms of oxidant-induced cell damage // J. Cell. Biochem. 1988. V. 12a. P. 34.

137. Perin M.S., Fried V.A., Slaughter C.A., SUdhof T.C. The structure of cytochrome b561, a secretory vesicle-specific electron transport protein. // EMBO J. 1988 V. 7. P. 2697-2703.

138. Prasad T.K. Mechanisms of chilling-induced oxidative stress injury and tolerance in developing maize seedings: changes in antioxidant system, oxidation of proteins and lipids, and protease activities. //Plant J. 1996. V. 10. P. 1017-1026.

139. Quebedeaux B, Havelka U.D., Livak K.L., Hardy R.W.F. Effect of altered p02 in the aerial part of soybean on symbiotic nitrogen fixation. // Plant Physiol. 1975. V. 56. P. 761-764.

140. Rich P.R., Bonner W.D.Jr. The sites of superoxide anion generation in higher plant mitochondria. //Arch. Biochem. Biophys. 1978. V. 188. P. 206-213.

141. Robertson R.N. Studies in the metabolism of plant cells. I. Accumulation of chlorides by plant cells and its relation to respiration. // Aust. J. Exp. Biol. 1941. V. 19. P. 265278.

142. Rufty T.W., Thomas J.F., Remmler J.L., Campbell W.H., Volk R.J. Intracellular localization of nitrate reductase in roots. // Plant Physiol. 1982. V. 82. P. 675-680.

143. Sandelius A.S., Barr R., Crane F.L., Morre D.J. Redox reaction of plasma membranes isolated from soybean hypocotyls by phase partition. // Plant Sci. 1986 V. 48. P. 1-10.

144. Segal A.W. The NADPH oxidase of phagocytic cells is an electron pump that alkalinizes the phagocitic vacuole. // Protoplasma. 1995. V. 184. P. 86-103.

145. Sheen J. Ca2+-dependent protein kinases and stress signal transduction in plants. // Science. 1996. Dec 13. V. 274. № 5294. P. 1900-1902.

146. Simon R.H., Scoggin C.H., Patterson D. Hydrogen peroxide causes the fatal injury to human fibroblasts exposed to oxygen radicals. // J. Biol. Chem. 1981. V. 256. P. 71817186.

147. Simontacchi M., Puntarulo S. Oxigen radical generation by isolated microsomes from soybean seedlings. //Plant Physiol. 1992. V. 100. P. 1263-1268.

148. Stadtman E.R. Oxidation of proteins by mixed-function oxidation systems: implication in protein turnover, aging and neutrophil function. // Trends Biochem. Sei. 1986. V. 11. P. 11-12.

149. Stöhr C. Plasma membrane-bound nitrate reductase in algae and higher plants. // Plasma membrane redox systems and their role in biological stress and disease. Edited by Asard N., Berczi A., Gaubergs R.J. Kluwer Academic Publishers. 1998. P. 103-120.

150. Stöhr C., Tischner R., Ward M.R. Characterization of the plasma-membrane-bound nitrate reductase in Chlorella saccharophila (Krüger) Nadson. // Planta. 1993. V. 191. P. 79-85.

151. Stubbe J. Radicals in biological analysis. // Biochem. 1988. V. 27. № 1. P. 38933899.

152. Suzuki A., Gadal P., Oaks A. Intracellular distribution of enzymes associated with nitrogen assimilation in roots. // Planta. 1981. V. 151. P. 457-461.

153. Trost P., Bonora P., Scagliarini S., Pupillo P. Purification and properties of NAD(P)H-(quinone-acceptor) oxidoreductase of sugarbeet cells. // Eur. J. biochem. 1995 V. 234. P. 452-458.

154. Turrens J.F., Freeman B.A., Crapo J.D. Hyperoxia increases H202 release by lung mitochondria and microsomes. // Arch. Biochem. Biophys. 1982. V. 217. P. 411-421.

155. Van Gestelen P., Asard H., Caubergs R.J. Solubilization and separation of a plant plasma membrane NAD(P)H-02 synthase from other NAD(P)H oxidoreductases. // Plant Physiol. 1997. V. 115. P. 543-550.

156. Vianello A., Macri F. Generation of superoxide anion and hydrogen peroxide at surface of plant cells. // J. Bioenerg. Biomemb. 1991. V. 23. P. 409-423.

157. Wadso I. Design and testing of a microraection calorimeter // Acta chemica Scandinavica. 1968. V. 22. № 3. P. 927.

158. Wadso I. Experimental approach and desired accuracy in biochemical thermachemistry // Biochemical Microcalorimetry. Brown H.D. (Ed). Acad. Press. N.-Y. L. 1969. P.83.

159. Winston G.W., Cederbaum A.I. Oxyradical production by purified components of the liver microsomal mixed-function oxidase system I: Oxidation of hydroxyl radical scavenging agents. //J. Biol Chem 1983. V. 258. P. 1508-1513.

160. Wojtaszek P. Oxidative burst: an early plant response to pathogen infection. // Biochem. J. 1997. V. 322. P. 681-692.

161. Wosilait W., Nason A. Piridine nucleotide-quinone reductase. I. Purification and properties of the enzime from pea seeds. // J. Biol. Chem. 1954. V. 206. P. 255-270.

162. Yang Y., Shah J., Klessig D.F. Signal perception and transduction in plant defence responses. // Gene & Development. 1997. V. 11. P. 1621-1639.

Информация о работе

Колесников, Олег Петрович
кандидата биологических наук
Казань, 2000
ВАК 03.00.12

Диссертация

Образование супероксида на поверхности корневых клеток - компонент ранней ответной реакции на воздействие - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы