Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности белково-протеиназного комплекса пивоваренного ячменя, выращенного на различных агрофонах

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Особенности белково-протеиназного комплекса пивоваренного ячменя, выращенного на различных агрофонах"

ГШУДАКЯНЗШСЙ КОЖГВТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ЖХ2УУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКАЯ ГОС7ЖРСТВЕШЙЛ АКАДЕМИЯ ЛИЦЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

На правах рукописи

ДИАБИ ИБРАША. ШИЛ

УДК: 663.42I.OI4: + €63.162(043.3)

ОСОБЕННОСТИ БЕЛКОВО-ПРОТЕИЖЗНОГО КОМПЛЕКСА ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ, .ВЫРАЩЕННОГО НА РАЗЛИЧНЫХ АГР0В0БА1

Специальность 03.00.04 "" Биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1594

Работа выполнена на ка?.едре баохаиаи зерноведегая Иосксзсксй ордена Трудового Красного Знамен:: Государстзеклэ:*. Акадзгш л:шез*к лэозззсдств

Научный руководитель: ::анд.-:дат баологачзски;: наук, доцент Г.П.Яарпнленко

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, 3.В.Мосолов

кандидат блолокч=сннх наук, Е.Ф.Еанеюсо

. Ведущая организация: Всероссийский центр по оценке

качества сортов сельскохозяйственных 1.7льтур

Защлта состоятся "I''1" Ч Л 199..г. з часов на заседании специализированного Совета К.063.51.Об по защите диссертаций при Московской ордена Трудозогоч Красного Знамени • Государственной Академии пищевых производств по адресу: 125080, Ыоскза, Волоколамское шоссе, II.

С диссертацией когно ознакошться в библиотеке акадеи^и.

/

Автореферат разослан " " ''. 199 -г.

Ученый секретарь спецаалзззрованного Совета, к.б.н., доцент

Т.Г.Генералова

СЕДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Повышение урожайности зерновюс культур в сочетании с улуч-гениач их биохимических показателей и технологических достоинств шляется наиболее актуальной проблачой сельскохозяйственного про-иводства.

Одним ^г факторов, во многсм опредедгагчим химический сослав зерна, его биохимические особенности и технологические дока-(атвли качества, является знешняя среда - состояние почвы, сте-шнь её окультуренноста, дозы вносимых удобрений.

Известно, что внесение минеральних удобрений влияет на пло-юродие почвы, увеличивая урожайность зерновнх культур. Увеличение . -рояайности, как правило, сопровождается биохимическими измененный. Направленность биохимических изменений может носить разный арактер: в одних случаях эти изменения приводят к улучшению технологических достоинств, в других - возмокно их ухудшение. '

Актуалр>норть темц. Программирование урожайности зерновых улыур, направленное формирование биохимических показателей и ■ехнологических достоинств зерна особо важное значение приобрета-гт в зонах рискованного земледелия, к числу которых относится-!! Московская область. К культурам, занимающим вааноз место в зерно-ом хозяйстве, относится ячмень, являющийся основным сырьём пиво-аренной промышленности.

Изучение влияния степени окультуренности почвы, доз вноси-ых удобрений, к: взаимосвязь с физическими показателями качест-а выращиваемого ячменя, исследование активности цротеолитичес-их ферментов зерна к их ингибиторов имеет большое значение для вшения вопросов, связанных с получением зерна ячменя, отвечавшего качественным требованиям пивоваренной промышленности.

В рашсах этой проблемы били проведены исследования блеяния различных агроронов, при выращивании пивоваренного ячменя, на качество получаемого зерна, его биохимические свойства, на состояние белково-протеиназного комплекса, в значительной степени определяпцего технологические достоинства пивоваренного ячменя.

Лель И задача жодедррящщ. Целью работы является изучение влияния степени окулыуренности почвы, доз вносимых удобрений на качество сортового зерна пивоваренного ячданя, .его биохимические свойства и технологические показатели.

В соответствии с темой исследования были поставлены следующие задачи:

- изучение физических показателей качества пивоваренного ячменя сорта "Зазерсккй 85", выращенного на различных' агрофонах; ,

- характеристика биохимических и технологических показателей качества исследуемых образцов зерна ячменя;

- характеристика нейтральных и кислых-протеаз и ингибиторов протеаз, выделенных из образцов ячменя, выращенных на различных агрофонах;

- исследование белкового комплекса образцов ячменя с использованием гель-хроматографии;

- исследование белково-аротеиназного комплекса в процессе проразтания исследуемого ячменя и его солодоращения;

- характеристика солода, полученного из исследуемого зерна ячменя, по активности кислых и нейтральных протеаз.

Нзучвая иовщда- Проведено исследование качества зерна, в том числе физических показателей пивоваренного ячменя сорта "За-зерский 85", выращиваемого на почвах, различающихся степенью -окулыуренности и на фоне .различных доз вносимых удобрений в течение 2 лет.

Исследована активность нейтральных и кислых протеаз, а танке активность белковых ингибиторов, выделенных из зерна пивоваренного ячменя сорта "Зазерский 85й, выращенного на почвах с различной степенью окультуренности и применением разных доз удобрений.-

Изучено взаимодействие нейтральных протеаз исследуемого зерна ячменя и трипсина с белковыми ингибиторами, выделенными из этого зерна.

С. помощью корреляционного анализа установлено, что определяющим фактором в формировании системы "протеазы-ннгибиторы" является степень окуль туре иное ти почвы.

Показано влияние агрофона на содержание водорастворимого белка в зерне ячменя.

Фракционирование водорастворимых белков на колонке с сера-нексоц (г—75 исследуемых образцов ячменя выявило, что повышение степени окуль туренности. почвы приводит к увеличении их молекулярной ¿гссы. Установлено шшшиэ на молекулярную массу водорастворимых 5елт.оз ячменя степени окультуренности почвы и доз вносимых удобрений.

Установлена зависимость изменения активности кислых и нейтральных протеаз ячменя, а таете белковых ингибиторов протеаз при зрорастании зерна от используемого при возделывании агророна.

йгявлена взаимосвязь между активностью кислых и нейтральных 1ротеаз солода и степенью окуль туренности почвы и доз вносимых удобрений.

Практическая значимость работу. Полученные в ходе проведенных экспериментов данные расширяют представление о влиянии стопе-га окультуренности почвы и доз вносимых удобрений на физические ¡войства, биохимические показатели качества и технологические достоинства пивоваренного ячменя.

Результаты исследований позволяет оптимизировать условия возделываний ячменя (степень окультуренности почвы, дозы вносимых удобрений), обеспечивающие высокую урояайность и высокие технологические достоинства.

Результаты работы могут быть использованы в сельской хозяйстве при выращяЕашш пивоваренного ячменя.

Аттупбятттщ работа. Материалы диссертации докладывались на расширенном, з'асеЗдЕдаСйафедры биохимии и зернозеденая МГАШ (Москва, 1933).

ПгблЕкапкц. По материалам диссертации опуб.тшковано 2 работы.

Структура и объём диссертагши. Диссертация состоит из ВЕЭде-;шя, обзора литературы, экспериментальной части к выводов.

Работа изложена ва 105 страницах машинописного текста и включает 2i таблиц и рисунков. Список литературы содержит 250 наименований, в том числе ва иностранных языках.

МАТЕРИАЛЫ Я МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили на 13 образцах пивоваренного ячменя сорта "Зазерсюй 85" урожая I9S0 и 1991 годов, выращенных на почвах с различной степени) окультуренности на фоне различных доз удобрений.

В образцах определяли массу 1000 зерен (ГОСТ 10842-76), Еа-туру (ГОСТ I084C-64), крупность и содержание мелких зерен (ГОСТ 13586.2-81), пленчатое ть (ГОСТ 10343-76), стеклозвдность (ГОСТ I0S87-76), экстракгивность (ГОСТ 12136-77), зольность (ГОСТ 1084774), энергию прорастания и способность прорастания (ГОСТ 10968-88), содержание крахмала (ГОСТ 10845-76) и содержание белка (ГОСТ 1034674).

Содержание водорастворимого белка определяли но методу Лоури. Активность лротеаз определяли методом Ансона по начальной скорости гидролиза сывороточного альбумина или гемоглобина. В качестве

нейтральных сротеаз, при определении активности ингибиторов, ис-пользозали ферментный препарат, выделенный из зерна ячменя. В работе использовали трипсин фирмы "Спора".

Выделение ингибиторов проводили по Аль Рахмуну (±ь50) и Ибрагимову (1937).

Фракционирование водорастворимых белков проводили на колонке с сефадексом 6-75. Злюирувмые фракции собирали на коллекторе фракций "В.ТЯОМС" фирмы 1КВ (Швеция) при температуре 4° С в холодильной камере " СоСогсИ- Регистрацию оптической плотности элюата осуществляли с помощью системы автоматической регистрации, состоящей из детектора ультрафиолетового излучения с длиной 280 нм "I/и со г*/ -1] контролирующей части и шестиканального самописца, производства фирмы 1КВ.

Исследуемые образца ячменя возделывались на дерново-подзолистых почвах учебно-опытного хозяйства ТСХА. "Михайлов с^сое" Подольского района Московской области. Эти почвы различались по агрохимической характеристике, степени окулыуревностн и количеству вносимых удобрений (таблица 1,2).

На слабокультурной почве ячмень возделывалоя без применения удобрений, известкования и гербицидов; на средне- и хорошоокульту-ренной почве - дополнительно на фоне расчетных доз удобрений, спланированных ва усвоение 2 и фотосинтетически активной радиации /ФАР/, приходящейся за весь вегетационный период и обычной, рекомендуемой норме удобрений.

г

Агрохимическая характеристика применяемых почв

Степень окудыуренности почвы

- ..........5 -

Слабокулмурная ; ' . 1,4

Средне окультуренная ! 6,0 1,8

Хорошоокулыуренвая ; 6,0 2,5 - 2,8

!__Агрохимическая характеристика почвы

Г ~ 'тумго "' " Р^Ог :~'"1Гг"0!

| рН % мг/ЙОг почвы • мг/100г почвы (по Тсрину) :(ло Кирсанову) | (по Ыасловой)

5,0 15,0 25,0

7,0 - 8,0 16,0 - 17,0 23,0 - 25,0

Таблитр 2

Нормы внесения удобрений при выращивании ячменя на почвах с различной степенью окультуренности

Рекомендуемая доза удобрений кг/га Доза удобрений при усвоении 7$ ФАР, кг/га Доза удобрений при усвоении 3% ФАР, кг/га

" |Р2°5 и ¥>5 *2° Ы Р2°5 *2°

Среднеокультуренная почва

45 45 45 90 45 11,2 120 45 •91

1орошоокультуренная почва

45 45 45 - - 120 45 У 26 Д

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЭДОВШл _

Характеристика исследуемого зерна ячмене

п

Данные по ур стайности и характеристика зерна ячменя приведены в таблицах 3 и 4.

Результаты исследований, представленные в таблице 3, свидетельствуют о тон, что условия выращивания оказывают влияние не

только на рост урояайности, но и непосредственно на показатели качества зерна. Наблюдается узеличение массы 1000 зерен, натуры и крупности. Снигение содержания мелких зерен отмечено на сред-неокулътуренной почве. Повышение зольности с улучшением атро^ока связано, по-видимому, с внесением возрастающих доз удобрений при одновременном улучшении степени окультуренности почвы.

В таблице 4 приведены данные, характеразупцие основные качественные показатели исследуемых образцов ячменя, определяющие его технологические достоинства: пленчатость, стекловидность, зкстрактивность, энергия и способность прорастания, содержание крахмала и белка.

Таблица 3

Характеристика исследуемого .зерна ячменя

6 ■ Степень Тро- Масса Содер-

'п окультуренности гай- 1000 Нату- Круп- жание Золь-

почвы ность зерен ра ность мелких ность

ц/га г г/л % зерен % %

Т990 г. 1991 г.

Слабоокультуренная, без удобрений о 324 3177 622 "ГО5 70.1 3577 12.6 № Т7Б2

Средне окультупек ная, боз удобрений 20.9 39.7 3573 625 Б21 85.4 ББ75 « 1.86 1775

1. Среднеокульту-репная, реком. дозы удобрений м 40.3 3373 « В 1.99 17Ш

1. 35.5 3^ 42.1 337Н 81.4 Б§Х М 1770

>. Средне окультуренная, 3% 5аР 37.1 623 ш? 90.1 ВБ73 « 1.80 17ВБ

1990 г.

Э. 1орошоокуль туренная, без удобрений 22,6 43,0 619 88,9 2,2 1,85

> * • ¿ооошоокультуо., реко:«:. дозы удое лсрошоокультур., Зп 1<л ? 33,7 а. '31,5 35.4 41.5 621 622 67.0 26.1 4,6 о ,1 7 РС X. ( С ъ/ 1,87

Таблица 4

Характеристика исследуемого зерна ячменя

й

ц/д

Степень окультуренноета почвы

Пленчатое ть

Стекло-ввд-ность

окст—

рак— тив— ность

онер-гия прорастания

. Спо-. с обнос ть прорастания %

Крахмал Белок «V 6,25}

* %

ИД 3572 13.2 1275

37.8 13,7 •

61.0 вгСэ 14.8

• -Ш4 13^6 17^5

63.9 13.4 Т775

63-, 5 13,6

53,8 13,7

63,8 14,4

I.

1990 г. • 1УУх г!

Слайоокульту-ренная, .без ¡удобрений

Средне окультуренная, без удобрений

3.

4.

.5.

6;

7.

8.

ренная, рекш. дозн удобр.

Среднаоктаьтуренная, 7% ФАР

Среднеоктаьтуренная, ФАР

1990 г.

Хорошоокультуренная, оез удобрений

Хорошоокулыу— ренная, рекш. дозн удоор.

льту-

В?5

Ь5

8.2-В75

8.2

9,9

7.9 9,6

И

69

И

та 73

73

7Б:

74

75

76

76 78

46.9 2Э7ЭГ

75.9

7073

81.0 Ш/7

7§73 71

73,9

72,0 78,9

79 79

84

32

£7 Ш

86

83 Ш

82

89 89

ГО

92

96 Ж

90

"96 97

95

94

91

ренная.

%

%

2

Полученные результаты свидетельствуют о тал, что улучшение степени окультуренности почвы и внесение различшх доз удобрений, в том числе спланированных на усвоение различного количества ФАР, .приводит г. уяучсзнзю целого ряда показателей, определяющих пшзоваренные достоинства ячмзня. Возрастает жзнаспособпойть

• е.

зерна, увеличивается его зкстракткпность, наблюдается существенный прирост з сслеряашж крахмала. При зтек, оптимальные результат;? по бо-йьшнетву показателей нолучзны на среднеску ль туренной почве.

Нейтральные дроть^зн, ингибиторы нейтральных дротеаз и трип-

£.едга_яч?/,эня, выращенного на различнее агрсфссгх.

Качество кл сваренного ячменя и получаемого, из нег^ солода ро мгаггм определяется Еабором содержащихся в нем фарызнтсв, з '-г>а ^ноле л прогсс.етткчбскзх. Для затенения злеяне: степени окуль-'г/резпосгя по^ен а дол веооошх удобрений на актизнссаь нбйгрчль-чгх гэотеаз ячмела бы.^.1 исследовано 13 сбразцоз зерна ячмоня урожаев 1250 ц 1Э87 годов. Проводилось тавгв иселэдовате активное--12 гзггбигорег прег&ив, зядэжияет зо разана схемам: по Ааь-Тах-."^тку (яьтбитср I) за но йбрагиаозу (еегейнтор II). Полученные ре-зультатк ирздстевлозы в таблице 5.

Результаты, характврзз>тотщэ ясслэдуекез гзрко гг^зня иэ ек-тизеосп. -гЛтральных щл.тэзз з ингибиторов, быал обработаны с понизь" »,-этодй коррзгасссаЕоуо анализа. Обр&бстза празодаась по . лттг, х'м обрачдов ячменя уроаяя 1320 года. Зтот ва-

бер сстоломсг гея, ™о г- XX? хе^у .экрэяивайге яжвня з?оводе-лосч £.2. ьсйх типах о^ульгуреЕзоск: дсчз.

Постольку 1грк зыратезашш хзолояуе:.^- сЗрасцоз ячменя на зчтивзость протеаз и ингп?иторов 1:017т оказывать влияние как степень ох/льтурзЕности почв, так и дозы вносимых удобрении, корреляционно анализ был проведан отдельно для образцов, выращенных :1а

хо

Таблица 5

Характеристика зерна ячменя но активности нейтральных протеаз и ингибиторов протеаз

Активность Ивтебирупцая способность

Вариант опыта нейтральных протеаз янзтсблтор I ингибитор II

А&280« ед-

п/п прибора ва ва ней- на на ней-

трипсин траль- трипсин. траль-

ные про ные про-

• ... теазн - теазы

I. Слабоокультурен- 0.080 ет.о 17.1 .54.1 18.8

ная почва, без и,иуи 237П 157Б

удобрений

2. Среднаокулму-, ренвая почва, без 0.108 ЩП97 67.5 Б572 36.6 3770 33.6 22.4 2772

удобрений

3. Средне окулму-реншя почва, ре-комен. дозы удобр 0.105 СДОБ 80.0 0 32.7 этТ? 32.4 Ж2 25.3

4. Средне окультуренная почва, 2% ФАР 1991 г. ш". 81.0 7279 46.4 39.2 2171 31.8

6. • Хорошоокулму- 0,120 82,4 37,3, 48,7 -

реиная почва, без П.7

удобрений

7. Хорошоокульту- 0,125 86,4 20,3 53,0 17,2

ренвая почва.

рексы. дозы удобр

8. Хорошоокулму-

ренаая почва. 0,115 80,2 25,0 63,0 17,7

3? ФАР

почвах разной степени охультуренности без внесения удобрений, на. среднеокультуренной и хорошоокультуренной почвах, с различными дозами удобрений. Анализ полученных данных свидетельствует о наличии тесной взаимосвязи между активностью нейтральных протеаз и активностью ингибитора I (г= 0,81 ± 0,037) при выращивании ячменя на почвах с различной степенью окуль туре нности без удобрений. При внесении удобрений на среднеокулмуренной почве также сохраняется зависимость меаду активностью нейтральных протеаз и ингибитора I (г-= О,22 ± 0,43).

На хорошоокультуренной почве внесение удобрений не оказывает влияния на взаимосвязь макду активностью нейтральных протеаз и ингибитора I (г= 0,14 ± 0,13).

Исследование взаимосвязи меаду активностью нейтральных протеаз и активностью ингибитора II также выявило определяющую роль степени окуль туре нности почвы 0~= -0,66 + 0, 059). Однако; корреляционная зависимость в данном случае носит отрицательный характер. Анализ данных, полученных для образцов ячвеня, выращенных на среднеокультуренной почве с различными дозами удобрений, свидетельствует, о наличии слабой корреляционной зависимости. На хорошоокультуренной почве при внесении разных доз удобрений связь между активностью нейтральных протеаз и активностью ингибитора II отсутствует.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что определяющим фактором в формировании уравновешенной системы "протвазы-ингибиторы" является степень окультуренностя почвы. Роль вносимых удобрений незначительно сказывается ва среднеокуль-туронной почве и практически отсутствует на хорошоохультуренной почве.

Кислые протеазн зврна ячменя,' выращенного на различных агроронах Кислые протеазк ячменя, проявляющие активность при pH 3, 8, как и нейтральные протеазы принимают участие в гидролизе запасных белков зерна. В результате проведении исследований установлено, что зерно ячменя, полученное за слабоокультуренной почве без удобрений, характеризуктся мишагальной активностью кислых протеаа.

Анализ данных, полученных на образцах, выращенных на сред-неокультуреннса почве, свидетельствует о влиянии вносимы?: дез удобрений на активность анслых протеаз, Образцы зерна урокая 1990 и 1991 гадов, вырзщеннш без удобрений, имают самую низкую активность в своей группа (соответственно 0,095 и 0,115 едЕккд), Последующее внесение возрастающих доз удобрений, приводит к росту активности. 3 IS90 году максимальная активность кяслых протеаз отмечена щи внесении доз удобрени^у-спланироваян®: на уса со--ние 2&> ФАР (0,197 единиц). ..' " .

Sa хорошоокулыуреаной почве, (урозай. 1990 г.) сохраняется зависимость активности кислых протеаз от вносимых доз удобрений. Полученные результаты позволяет сделать вывод о влияния отап&-ни скультуренности почвы и доз вносимых удобрений на активность' кислых протеаз. Улучшение степени окультуренности почвн и внесение удобрений способствует росту их активности.

Влияние условий выращивания на содержание водорастворимого белка в исследуемых образцах ячменя. \

Поскольку водорастворимая фракция белков является наиболее чувствительной к различным воздействиям, было проведено исследование влияния степени окультуренности почвы и доз вносимых

13 • .

удобрений на содержание водорастворимых белков в исследуемых образцах зерна ячменя, ыинимальнкы содержанием водорастворимой белковой фракции характеризуются образцы ячменя , выращенные на слабоокулиуренной почве без внесения удобрений (1990 0,945?; 1991г. - 1,172). "

■ -

Повышение степени окультуреиностаг почвы способствует росту водорастворимого белка: на среднеокулътуренной почве без удобрений в 1990 году содержание водорастворимого белка увеличилось до 1,42 (прирос? 22,16%), в 1991 году - до 1,442 (прирост 18,73?).

Максимальное содержание водорастворимого белка в I9S0 году наблюдается на хорошоокультуренкой почвз с дозами удобрений, расчлтавзых'на уезоенио 3% ФАР (L,7If,). ,

В 1991 году наибольшим содержанием водорастворимого болка харазтаргзую-гся образцы со среднеокулыуренной почвы с рекомея-дуегсЕШ дозами у-обрешй (1,812). и с дезами удобрений, сплани-рованняиг на усвоение 3% SAP (1,64).

Подученные результаты подтверждают предположение о влиянии ггрсфотш. на содэркание водорастворимого белка в зерне ячменя. •

Фракционирование водорастворимых белков исследуемых образцов ячменя на сефадексе G-75

Степень окультуренности почвы, дозы вносимых удобрений оказывают влияние на содержание общего белка (таблица 4). Одновременно наблюдаются изменения и в количестве водораствори-могфелка. Выявленные количественные изменения, вполне вероятно, вызывают и качественные изменения белков, составляющих водорастворимую фракцию, в том числе их молекулярную массу.

Для оценки исследуемой белковой фракции со молекулярной массе применяли колонку с сефадексом 6—75. Используемая колонка предварительно была откалибрована с помощью индивидуальных белков с известной молекулярной массой.

Оценку элвируемых фракции по молекулярной массе осуществляли по калибровочной кривой.

По результатам {Акционирования полученные фракции услов- ' но разделили на три зоны алюции: I зона - с 9 по 18 фракции, эдвируются белки с молекулярной массой от 45000 Д; II этана -с 19 по 28 фракции - соответствует молекулярным массам от 10000 до 45000 Д и III зона - с 29 фракции и выше, с молекулярной массой менее 10000 Д. В кавдой зоне определяли суммарное со- -держание белка в процентах от общей суммы белков, злюируемых с колонки. Данные гель-хроматографии на колонке с седексом С-75 водорастворимых белков исследуемых образцов ячменя свидетельствуют о том, что улучшение степени окультуренноети почвы "приводит к увеличению их молекулярной массы. Аналогичный эффект наблюдается при внесении в почву рекомендуемых доз удобрений и доз, рассчитанных на усвоение 2? ФАР. Дальнейшее увеличение доз вносимых удобрений (рассчитанных на усвоение 3? ФАР), также цриводит к приросту высокомолекулярной фракции, однако при ■ этом наблюдается увеличение и низкомолекулярной фракции.

Изменение активности кислых прстеаз при ^ прорастании исследуемых образцов ячхеня \

Как известно, при прорастании зерна действие ферментов резко усиливается, в том числе и протеаз. Однако, данные о влиянии агрсфона на активность ферментов при прорастании зерна в, литературе отсутствуют. Нами были проведены исследования активности кислых протеаз при прорастании в течение 3 суток зерна ячменя,

выращенного на почвах, различающихся степенью окультуренности и дозами вносимых удобрений. Полученные результаты приведены в таблице 6.

Таблица б

Изменение активности кислых дротеаз при прорастании исследуемых образцов зерна ячменя .

* \

ц/п

Степень окультуренности почвы

Активность кислых протеаз

непрор. зерне I сутки

1*280

2 суток

^280 %

3 суток

1А280

I.

г.

3.

4.'

5.

6.

1990 г. ШГг.

В.

, -

ная, без удобрений

Среднеокультурен-вая, без удооренй

Сраднвокультуренная, раком, дозы удобрений

цьтурев-

"X

гльтурен->АР

1990 г.

Хорошоокуль туренная, без удобрэ-

Хорошоокулыурен-ная, рекш., дозы удобрений

Хорошоокуль туренная, 3* ФАР

0..082 0.0?5

ПТПэ 0.155

О

3.14; 17ш

ЙлЖ

№

07

0.170 ИДШ

0.2Г<

П9 13В

07

0.162 цдбц

0.197

ЦДВ5 0.215

100 1Ш

3.19 о. 37Ж

0,175 0,190 0,212

ЮО 3,195

100 100

,245 0,225

114 ЮТ

Ш 12Е 106

0.225

0.210 072Г5

0,243 0,260 0,253

Ж 137

123 ИЗ

138 136 119

0.235

189 Ш

0.235 0^235

0,255 0,265 0,270

ГС

138 Ш

145 139 127

7

Анализ этих данных свидетельствует об увеличении активности кислых протеаз во всех образцах исследуемого ячменя на протяжении всего срока проращивания. Однако "характер этих -изменений, в, зависимости от условий выраадагния, неоднозначен.

Для образцов ячменя, выращенных на среднеокультурзнной почве, отмечено, что энесеввз удобрений призогит к снюшнию прироста актЕьностЕ кислых протеаз.

Снижение прироста акиоэности г.нс.тгт zpc - .-аз с вносениец в почву удобрений откечено е на хорскоот-уль'^'рекэЧ почве.

Одновременно отмечено, что укеньше^ле гргроста аютгг .".с, кислые протез при арорасгазин ячменя £з.блкдаетзя ¿ образцам, отличающихся высокой активностью в неп^орезшвк геъл:о.

^нные, полученные на образцах яще-л трогая IS9I .оода, практически полностью подтвер^г^т.-- ра&^^.г-.тн, нет^гчыаке на зерне урогак I9S0 года.

йзыенэние активности нейтральны:: цркеаз "ри прорастании исслэдуемих образцов ячменя

Исследовагав изменения активности Еэйграчкга пря

прорастании ячыоня впэрзне било нровгдвпо Колеспозп* (I9S5). Однако, ste наследования бнлн яро£.сдеш: ка одном обраг:?э ни- . веваренюю я^шея. В нашей работе юследованяе хзменеяы ак~ тивзоегк ;г9йгргльь_к протеаз прч г^орас-хания проводилось на 13 образу яяшзе oopsa "'Засярокй 85'*, урозге 1990 и 1991 годов, вырашеныг/: на раз'.^т^кх arpan спах. Прорапдаание проводит * течение 2 с/ток. Каз гцдно гз .^"^чаятс; гагшх (таблица 7), ак-тевг^о'и- нейтральны;: ррот^ао во всех ассждуыгнх образцах а ня увслгчЕвавтся в течение всего сроаа -рораегааая. 0дна1:о дак-сЕиа,*.1£?м прирос? а:зигностЕ: в соцобно:', Еаблгздается за 2 сутки прора-'яЕвания. Особенно резко зосрастает активность в образцах

Таблица 7

Изменение активности нейтральных протеаз ори прорастании исследуемых образцов ячменя

№ Степень Активность нейтралвных протеаз

/п окулыуренности почвы непрор. зерно I сутки 3 суток

• \ 4*280 % ДА280 ■ % 4*280 % АА280 %

• Жг

I., Слабоокультуре иная, без удобрений 0,080 о;™ « Я Я 0.145 07135 Щ. 0.155 07150 ш

2. Среднеокулыу-ренная, без удобрений 0,108 07037 100 100 т ж 0.138 07152 ш 0.145 07155 ш

3. Среднеокуль 1уре1 ная, рвксм. дозы, удобрений 100 100 0,117 0,Ш ш 'Щ т 0.127 07^7 я..

4. Средне окультуренная, 2$ ФАР 0,105 ОДШ 100 то 0,130 0)123 123 ДЗ 0.205 07Н5 195 Ш т 204 Ш

5. Срсднеокуль туренная, 3% ФАР 1990 г. 0.190 07x30 100 100 О.ЦО 122 125 0,132 о|г;ь 146 137 0.140 отШ 155 152

5. Хорошоохультуренная, без. одобрений 0,120 100 0,150 120 0,165 132 0,180 144

Г. Хорошбокуль туренная,- реком. дозы удобр. 0,125 100 0,140 120 0,155 124 0,185 148

3. Хорошооигль туренная, 3% ФАР 0,115 100 0,135 117 0,150 130 0Д65 143

ячменя, выращенных на слабоокультуренной почве без удобрений (1990 г. - прирост активноета за 2 суток составил Ва£, ISSI г. -9255) и с внесением удобрений, спланированных на усвоение 2£ 5АР 4 (1990 г. - 95£). На 3 сутки прорастания темпы прироста активности нейтральных протеаз ячменя со слабо- и среднеокулыуренных почв резко снижаются.

Динамика изменения активности нейтральных цротеаз образцов ячменя, выращенных на хорошоокулътуренных почвах отличается от образцов ячменя, полученных со слабоокуль туренных и среднеокуль-туренных почв с различными дозами удобрений. Для этих образцов прирост активности нейтральных цротеаз, а затем падение темпов прироста их активности носит более плавный характер.

3 целом, полученные результаты свидетельствуют о наличии зависимости активности нейтральных протеаз исследуемых образцов зерна ячменя от степени окультуренкости почвы и доз вносимых удобрений.

Изменение активности белковых ингибиторов протеаз при'прорастании

Имепциеся в литературе данные свидетельствуют о снижении активности белковых ингибиторов протеолитических ферментов в 'зерне ячменя при прорастании (Колеснов, 1987). В нашей работе было исследовали влияние степени окультуренности почвы и доз вносимых удобрений при выращивании ячменя на характер снижения активности белковых ингибиторов при црорастании. В работе исследовалось изменение активности ингибиторов I и 2 по отношению к собственным (нейтральным) цротеазам и трипсину. ,

Результаты, характеризующие изменение активности исследуемых белковых ингибиторов по отношению к нейтральным протеазам исследуемых образцов зерна ячменя на третьи сутки прорастания свидетельствуют о том, что для всех исследованных образцов наблюдается снижение активности ингибиторов I и Д. Однако, характер этого снижения различен.

.., Сравнение данных по активности ингибитора I показывает, что также как и в непроросшем зерне, максимальная ингибирутацая способность ингибитора I в проросшем зерне проявляется среди образцов, полученных со среднеокультуренной почвы. При этом, для об- - , разцов, выращенных на почвах с увеличенными дозами вносимых удобрений, характерна более высокая активность ингибитора I. Минимальная активность ингибитора I сохраняется в слабоокультуренной почве без удобрений. Подобная закономерность отмечена как для образцов урожая 1990 года, так и 1991 года.

Изменения активности ингибитора II по отношению к нейтральным протеазам проросшего зерна исследуемых образцов ячменя, в зависимости от агрофона, носят несколько иной характер.

Наибольшую активность ингибитора II имеют образцы проросшего зерна со среднеокультуренной почвы. При этом, дозы вносимых удобрений существенного влияния не оказывают.

При анализе данных, характеризующих активность ингибитора I по отношению к трипсину, минимальная остаточная активность ингибитора I была отмечена в проросшем зерна урожая 1990 года на сла-боокультуренной почве без удобрений. Среди образцов, выращенных на средне- и хорошоокультуренных почвах, минимальные значения остаточной активности ингибитора I характерны для образцов выращенного без

внесения удобрений и образцов, подучдвшц. максимальные дозы удобрений, спланированные на усвоение 3% ФАР. Аналогичная ^закономерность по ингибитору I отмечена и на проросшем зерне урожая 1991 года.

Остаточная активность ингибитора II по отношению к трипсину колеблется в более широких предела:;: миткальные значения характерны для образцов зерна, полученных на слабоокультуренных почвах без удобрений и образцов, выращенных на хорошооктльтурен-кой почве без удобрений. Остаточная активность ингибитора II в "образцах со среднеокгльтуренной почвы характеризуется более высокими значениями, особенно в образцах ячменя уродая 1931 года.

Характеристика солода из исследуемых образцов ячменя пс, активности кислых и нейтральных протеаз

Целью солодоращения является получение солода с высоким уровнем активности ферментов, в том числе и протеолитических. В нашей работе было проведено сравнительное исследование 13 образцов солода по активности кислых и нейтральных протеаз, выращенных из исследуемого зерна ячменя.

Данные по активности кислых и нейтральных протеаз порученного солода приведены в таблице 8.

Сравнение исследуемых образцов солода по активности кислых протеаз показало, что максимальной активностью обладают образцы, выращенные на почвах с дозами удобрений, спланированными на усвоение 3% ФАР. Низкая активность кислых протеаз наблюдается в . солоде, полученном из зерна со слабоокуль туре иной почвы без внесения удобрений. Активность кислых протеаз солода, подученного из зерна, выращенного на почвах без внесения удобрений и с внесением максюгальных доз, спланированных на усвоение 3% ФАР, сохраняется, как правило, на уровне, превышающем активность исходного зерна.Солод, полученный из зерна, выращенного на почвах с "'^кШёй^емши дозает удобрений и дозами, спланированными на ус------

зоение 2% 5АР, характеризуется активностью кислых лротеаз нихе их

Таблица 3

Активность кислых и нейтральных протеаз солода из исслецуел'лх образцов ячменя

Кис лые. цротеазы Нейтральные цротеазы

Степень АА230 Активность Л&2 80 Активность

экультуренности ед. прибора з > от ед. прибора в % от

почвы исходной исходной

1990 г.

Злабсокультурен-ия, без удооое-шй 0,105 0)100 128 100 Щ 187 525

¡рецнеокультурен-вя, без удобре-шй ■ 0,147 У, 146 155 12Б 0,190 и, ¿¡111 176 Ш

!реднеокультурен-;ая, рекой. дозы ■добре няй 0,150 0.Д5 97 Ш 0,182 0'2Ь0 Ш 1Ш

оеднеокулътурен-ая, 2? ФАР 0.160 07150 юз 0,240 223 5Б9

реднеск^льтурен- 0.173 07230 18' 0,270 0,2=0 Ш

1990 г.

орошоокультурен-ая, без удобре- гй 0,200 114 0,305 254

эротоокультурен-ы, реком. дозы ^обренкй 0,155 82 0,215 172

зрошоок^льтурен- 0,250 118 0,285 248

активности в исходном зерне. Исключение составляет солод, полученный из зерна урогая 1=31 года со среднеокультуренной почвы с дозами удобрений, спланированными на усвоение ФАР (103^ от исходной активности) а со слабоокулмуренкой почвы без удобрений (102& от исходной активности).

Анализ данных по активности нейтральных прогеаз исследуемого солода показывает, что наименьшей активностью обладают образцы, полученные из зерна, выращенного на слабоокулътуренной почве без удобрений. Улучшение степени окультуренностн без внесения удобрении способствует росту активности нейтральных проте-аз солода. Самая высокая активность исследуемых ферментов отмечена в солоде из зерна, выращенного на хорошоокультуренной почве, без внесения удобрений (0,305 ед. прибора). В образных солода, полученных из зерна, выращенного на среднеокультуренных почвах, различавшихся дозами вносимых удобрений, отмечен рост активности нейтральных протеаз с увеличением доз вносимых удоб- , рений при выращивании ячменя. На хорошоокультуренной почве подобного влияния вносимых при выращивании ячменя удобрений па активность нейтральных протеаз солода не отмечено. Внесете удобрений, наоборот, приводит к снижению активности нейтральных про-теах солода.-

В отличии от кислых протеаз, активность иетральных протеаз - - исследуемого солода во знех образцах сущест-

венно превышает их активность в исходном зерне. Для большинства образцов это превышение составляет более чем в 1,5 - 2,0 раза.

Сравнительные данные, полученные по активности кислых и нейтральных лротеаз солода иь зерна, выращенного на почвах различной степени окультуренноете, отличающихся дозами вносимых удобрений, свидетельствует о существенном влиянии атих -факторов на уровень протеолитической активности солода.

23

ВЫВО'ДЫ

1-. Исследованы физические показатели качества пивоваренного ячменя сорта "Зазорски2 85", выращенного на почвах, различавдгх-■ ся степенью окультуренности и дозами вносимых удобрении. Установлено увеличение массы 1000 зерен,.натуры и 1фупности исследуемого зерна при улучшении степени окультуренности почвы и внесении различных доз удобрений. При этом снижается содержание мелких зерен.

2. Показана зависимость от агрофока показателей качества, характеризующих пивоваренные достоинства ячменя. Повышение степени окультуренности почвы и внесение различных доз удобрений способствует увеличению экстрактивности ячменя, возрастает содержание крахмала, изменяется пленчатость и стекловидность зерна.

3. Исследование жизнеспособности исследуемых образцов ячменя показало, что повышение степени окультуренности почвы и внесение удобрений способствуют увеличению энергии и способности прорастания. Образцы ячмззя, выращенные на улучшенных агро-фснах, в отличия от образцов, выращенных на слабоокуль туренной почве без удобрений, соответствуют требованиям, предъявляемым к пивоваренному ячменю. Лучшие результаты по жизнеспособности отмечены в образцах, выращенных на среднеокультуренной почве.

4. Использование различных агроронов цри выращивании зерна пивоваренного ячменя вызывает существенные различия в активности протеолитических ферментов и активности белковшс_лшгибиторов собственных протеаз и трипсина.

5. С поиощью корреляционного анализа установлено, что опр&-деляющим фактором в формировании системы "протеаза-кнгябкторы" является степень окультуренности почвы.

6. Повышение степени окультуренности почвы с одновременным применение!.: удобрений способствует увеличению количества водорастворимого белка в исследуемом зервне ячменя.

7. С помощью гель-хроматограйик на сефадексе С-75 показано, что улучшение степени окультуренности почвы приводит к возрастанию молекулярной массы водорастворимых белхов.

8. Установлено влияние агрофона на характер изменения активности кислых и нейтральных протеаз при прорастании исследуемых образцов ячменя в течение 3 суток.

9. Показано, что величина остаточной активности белковых ингибиторов в проросшем зерне зависит от степени окультуренности почвы и дозы вносимых удобрений.

10. Анализ активности кислых и нейтральных протеаз солода из исследуемого зерна выявил наличие влияния доз вносимых удобрений

. на уровень их активности.

11. Полученные результаты._по основным показателям качества, .свидетельствуют о препиуцбстве-.'

выращивания пивоваренного ячменя на среднеокультуренной почве с дозами удобрений не ниже рекомендуемых.

Работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Г.П.Карпиленко, Е.В.Лп, И.К.Диаби, Т.И.Шатилова. Особенности зерна ячменя, выращенного на различных агрофонах. Инф. сборник ЦНИИТЗй хлебопродуктов, 1993, вып. 4,стр. 8-11.

2. Г.П.Карпиленко, И.К.Диаби. Влияние технологии возделывания на качественные показатели пивоваренного ячменя. №ф. сборник ЦБИИТЗИ хлебопродуктов,Л334, вын. 1,.хтр. 3-5.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Диаби Ибраима Калил

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТ ЕР АТ У Р Ы

1.1. Обпря характеристика протеолитических ферментов.

1. 2. Протеолитические ферменты растений.

1.3. Протеолитические ферменты семян растений.,.

1.4. Протеолитические (ферменты ячменя.

1. 5. Белковые ингибиторы протезе растений..

1.5. Белковые ингибиторы протеиназ ячменя.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

И С С Л Е Д О В А Н И Я.

2.1. Агрохимическая характеристика почв.

2.2. Материалы..

2.3. Подготовка образцов к исследованию..

2.4. Определение белка по методу Лоури.

2.5. Выбор субстрата для нейтральных протеаз.

2.6. Определение активности протеаз по методу Ансона.

2. 7. Определение начальной скорости реакции.

2.8. Гель-хроматография.

2. 9. Определение молекулярной массы водорастворимых белков ячменя гель-хроматографией на сефадексе 0-75.

2.10. Выделение белковых ингибиторов протеаз.

2.11. Выделение ферментного препарата нейтральных протеаз ячменя.,.

2.12. Определение активности ингибиторов протеаз.7.

2.12.1. Определение активности ингибиторов трипсина.— .7..

2.12.2. Определение активности ингибиторов нейтральных протеаз ячменя.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Характеристика исследуемого зерна ячменя.

3. 2. Активность нейтральных протеаз, ингибиторы нейтральных протеаз и трипсина зерна ячменя, выращенного на различных агрофонах..

3. 3. Активность кислых протеаз зерна ячменя, выращенного на различных агрофонах.

3. 4. Влияние условий выращивания на содержание водорастворимого белка в исследуемых образцах ячменя.

3.5. Фракционирование водорастворимых белков исследуемых образцов ячменя на сефадексе 0-75.

3.6. Изменение активности кислых протеаз при прорастании исследуемых образцов ячменя.

3.7. Изменение активности нейтральных протеаз при прорастаний исследуемых образцов ячменя..

3. 8. Изменение активности белковых ингибиторов протеаз при прорастании зерна ячменя.

3.9. Характеристика солода из исследуемых образцов ячменя по активности кислых и нейтральных протеаз.

ВЫВОДЫ.

СПИСОК Л И Т Е РА ТУ Р Ы.

В ВЕДЕ Н МЕ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Особенности белково-протеиназного комплекса пивоваренного ячменя, выращенного на различных агрофонах"

Одним из факторов, во многом определяющим химический состав зерна, его биохимические особенности и технологические показатели качества, является внешняя среда - состояние почвы, степень ее окультуренноети, дозы вносимых удобрений.

Известно, что внесение минеральных удобрений влияет на плодородие почвы, увеличивая урожайность зерновых культур, Увеличение урожайности, как правило, сопроволщается биохимическими изменениями. Направленность биохимических изменений может носить разный характер: в одних случаях эти изменения приводят к улучшению технологических достоинств., в других - г возможно их ухудшение.

Программирование урожайности зерновых культур, направленное формирование биохимических показателей и технологических достоинств зерна особо важное значение приобретают в зонах рискованного земледелия, к числу которых относится и Московская область. К культуру занимающим важное место в зерновом хозяйстве, относится ячмень, являющийся основным сырьем пивоваренной промышленности. Изучение влияния степени окультуренноети почвы, доз вносимых удобрений, их взаимосвязь с физическими показателями качества выращиваемого ячменя, исследование активности протеолитических ферментов зерна и их ингибиторов имеет большое значение для решения вопросов, связанных с получением зерна ячменя, отвечающего качественным требованиям пивоваренной промышленности.

Цель и задачи исследования. Целью работы является изучение влияния степени окультуренноети почвы, доз вносимых удобрений на качество сортового зерна пивоваренного ячменя, его биохимические свойства и технологические показатели.

В соответствии с темой исследования были поставлены следующие задачи:

- изучение физических показателей качества пивоваренного ячменя сорта "Зазерский 85", выращенного на различных агрофонах;

-характеристика биохимических - и технологических показателей качества исследуемых образцов зерна ячменя;

- характеристика нейтральных и кислых протеаз и ингибиторов протеаз, выделенных из образцов ячменя, выращенных на различных агрофонах;

- исследование белкового комплекса образцов ячменя с использованием гель-хроматографии;

- исследование белково-протеиназного комплекса в процессе прорастания исследуемого ячменя и его солодоращения;

- характеристика солода, полученного из исследуемого зерна ячменя, по активности кислых и нейтральных протеаз.

Научная новизна. Проведено исследование качества зерна, в том числе физических показателей качества пивоваренного ячменя сорта "Зазерский 85", выращиваемого на почвах, различающихся степенью окультуренности и на фоне различных доз вносимых удобрений в течение 2 лет.

Исследована активность нейтральных и кислых протеаз, а также активность белковых ингибиторов, выделенных из зерна пивоваренного ячменя сорта "Зазерский 85", выращенного на почвах с различной степенью окультуренности и применением разных доз удобрений

Изучено взаимодействие нейтральных протеаз исследуемого , зерна ячменя и трипсина с белковыми ингибиторами, выделенными из этого зерна.

С помощью корреляционного анализа установлено, что определяющим фактором в формировании системы "протеазы-ингибиторы" является степень окультуренности почвы.

Показано влияние агрофона на содержание водорастворимого белка в зерне ячменя. фракционирование водорастворимых белков на колонке с се-фадексом 6-75 исследуемых образцов ячменя выявило, что улучшение степени окультуренности почвы приводит к увеличению их молекулярной массы. Установлено влияние на молекулярную массу водорастворимых белков ячменя степени окультуренности почвы и доз вносимых удобрений.

Установлена зависимость изменения активности кислых и нейтральных протеаз ячменя, а, также белковых ингибиторов протеаз при прорастании зерна от используемого при возделывании агрофона.

Выявлена взаимосвязь между активностью кислых и нейтральных протеаз- солода и степенью окультуренноети почвы и доз вносимых удобрений.

Практическая значимость работы. Полученные в ходе проведенных экспериментов данные расширяют представление о влиянии степени окультуренности почвы и доз вносимых удобрений на физические свойства, биохимические показатели качества и технологические достоинства пивоваренного ячменя,

Результаты исследований создают предпосылки для получения зерна пивоваренного ячменя с оптимальными технологическими достоинствами.

Результаты работы могут быть использованы в сельском хозяйстве при выращивании пивоваренного ячменя. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на расширенном заседании кафедры биохимии и зерноведения МГАПП (Шс-1993).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 работы.

I. ОЕЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общря характеристика протеолитических ферментов

Протеолитические ферменты по современной классификации относятся к классу гидролаз, в составе -которого образуют особый подкласс пептидгидролаз / а Ф. 3. 4. /. Пептидгидрола-зы катализируют реакции расщепления пептидных связей в белках и пептидах. Многие ферменты этой группы, наряду с реакциями гидролиза пептидных связей, катализируют реакции расщепления эфирных связей, а также реакции переноса аминокислотных остатков на другие акцепторы, так называемые реакции трансэстерификации и транспептидации (Мосолов, 1971; Антонов, 1983).

В соотвествии с классификацией Бергмана протеазы делятся на пептидазы (экзопептидазы), действующие на концах полипептидной цепи и протеиназы (эндопептидазы), действующие на центральных участках. В основу их деления на подклассы положена специфичность и особенности механизма катализа (Ден, 1981).

Экзопептидазы, включающие подподкласеы 3. 4.11. - 3. 4.17, подразделяются на основании положения расщепляемой связи в пептидной цепи. Эндопептидазы разделены на четыре подкласса /3. 4. 21-3. 4. 24/, в первую очередь на .основании особенностей строения их каталитических центров. В подкласс 3. 4. 99 включены протеиназы с неизвестным механизмом каталитического действия. Протеиназы - наиболее изученные и легко поддающиеся кинетическим и структурным исследованиям ферменты. Механизмы каталитического действия некоторых протеиназ изучены достаточно полно, другие исследованы в общих чертах (Фёршт, 1980; Клёсов, Еерезин, 1980, 1984).

СЕРИНОВЫЕ ПРОТЕИНАЗЫ (а Ф. 3.4. 21) - наиболее изученная группа ферментов. К ней относятся ферменты животных и челове-ка(трипсин, химотрипсин, зластаза, тромбин, плазмин и другие), некоторых растений и микроорганизмов (субтилизин). Ферменты этой группы обладают, как правило, максимальной активностью при нейтральных значениях рН. В состав их активного центра входит остаток серина.

Для этих ферментов характерно наличие цепи переноса заряда, образованной гидрокеильной группой серина, имидазольным кольцом гистидина и карбоксильной группой аспарагиновой кислоты (Фёршт, 1980; Антонов, 1983).

ТЙОЛОВЫЕ ПРОТЕИНАЗЫ (ЕФ.З. 4.22) широко распространены в природе. К ним относятся ферменты папаин, бромелаин, фицин и ряд других эндопептидаз, для которых характерен общий тип специфичности, зависящий от аминокислотного остатка, удаленного на один остаток от атакуемой пептидной связи. Активность тиоловых протеиназ повышается в присутствии восстанавливающих веществ, содержащих НБ- группу (цистеин, глютатион, 2-меркантоэтанол и др.) и подавляется веществами, специфически блокирующими Н5- группы в белках (Мосолов, 1971).

КИСЛЫЕ ПРОТЕИНАЗЫ (Н. Ф. 3. 4. 23) представлены эндопептида-зами, содержащими в каталитическом центре, по крайней мере, две карбоксильные реакционноспособные группы (Фёршт, 1980). Одна из них специфически блокируется ингибиторами с диазо-ацетильной группой, другая, вероятно, избирательно реагирует с апоксисоединениями. Применение этих типов ингибиторов значительно облегчает идентификацию кислых протеиназ (Антонов, 1983). Наиболее изученными ферментами этого подподкласса, проявляющими свою активность в кислой и слабокислой среде, являются пепсин, ренин, катепеин Д, кислые протеиназы лизосом (Мосолов, 1971; Кретович, 1986).

МЕТАЛЮПРОТЕИНАЗЫ (Н. Ф. 3. 4. 24) имеют некоторое сходство с другими протеиназами по механизму действия. Однако, для ферментов этой группы характерна существенная особенность, заключающаяся в том, что все они содержат ион металла, необходимый для каталитической активности (Степанов, 1973; Фёршт, 1980).

Большинство металлопротеиназ представлено ферментами микробного происхождения. Растительные металлопротеиназы были выделены из маиса (Антонов, 1983), из семян фасоли (Витол, Попов, 1986). Цинкосодержапря протеиназа обнаружена в семенах гречихи (Воскобойникова, Дунаевский, Белозерский и др., 1989).

Протеиназы играют важную роль в физиологических процессах. В случае деградации белковых молекул, они определяют скорость распада белков в организме и участвуют в регуляции их кругооборота. Они также осуществляют удаление "ненормальных" белков иа организма, образующихся в результате мутаций, ошибок биосинтеза (Локшина, 1979; Элпидина, Воскобойкикова и др. ,1990).

Протеолитические ферменты выполняют регуляторную роль в процессе активации зимогенов предшественников (Кретович, 1986; Коэн,1986), контролируют концентрацию биорегуляторов, определяющих характер метаболизма (Шсолов, 1971;; Локшина, 1979), участвуют в расщеплении биологически активных белков с удалением сигнальных аминокислот и пептидов (Ленинджер, 1985).

Успехи в изучении протеолитических ферментов особенно значительны в последние годы. Важным стимулом при изучении протеолитических ферментов является большая их физиологическая роль и широкие перспективы их практического применения в различных технологических процессах ÇГрачева, 1987; Taufei, 1990).