Структурно-функциональные особенности запасных и защитных белков растений и их использование в генетических исследованиях

Одинцова, Татьяна Игоревна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Структурно-функциональные особенности запасных и защитных белков растений и их использование в генетических исследованиях
ВАК РФ 03.02.07, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Структурно-функциональные особенности запасных и защитных белков растений и их использование в генетических исследованиях"

На правах рукописи

Одинцова Татьяна Игоревна

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАПАСНЫХ И ЗАЩИТНЫХ БЕЛКОВ РАСТЕНИЙ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Специальности: 03.02.07 - генетика 03.01.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва - 2010

603487

004603487

Работа выполнена в лаборатории генетики растений Учреждения Российской академии наук Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН

Научный консультант:

доктор биологических наук, проф. Пухальский Виталий Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Огаркова Ольга Александровна доктор биологических наук Соловьев Александр Александрович доктор биологических наук, проф. Валуева Татьяна Александровна

Ведущая организация: кафедра генетики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Защита диссертации состоится Л? г. в ^ ' часов

на заседании Диссертационного совета Д 002.214.01 при Учреждении Российской академии наук Институте общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, ул. Губкина 3. Факс: (499)132-12-89, электронная почта: iogen@vigg.ru, Интернет: www.vigg.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН.

Автореферат разослан « I 7 » ЛЛйЛ—2010 г.

(и-

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат биологических наук / / . / . > V Т.А. Синельшикова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Секвенирование ряда геномов в последнее десятилетие позволило установить последовательности огромного числа генов, однако не решило всех вопросов, связанных с их функциями и регуляцией экспрессии. Исследование протеома -совокупности белков клетки, составляющих транслируемую часть генома, открывает новые возможности для идентификации генов, связанных с определенными функциональными состояниями отдельной клетки и организма в цепом. Изучение белков - продуктов генов - с использованием современных методов анализа позволяет получить важную информацию о тонкой структуре генов и дополняет геномные исследования. Протеомный анализ растений уже сейчас с успехом используется для решения разнообразных генетических задач, таких как изучение экспрессии генов в различных органах растения и на различных стадиях развития, при симбиозе, в ответ на биотический и абиотический стресс или иные воздействия, сравнение генотипов (характеристика мутантов, дифференциация линий, установление филогенетических взаимоотношений), изучение структуры генетической изменчивости в природных популяциях (Алтухов, 1989).

Запасные белки пшеницы, представленные мономерными глиадинами и полимерными глютенинами, контролируются несколькими локусами, состоящими из тесно сцепленных между собой генов. (Созинов, 1985). Наиболее полиморфными являются глиадинкодирующие локусы. Хотя генетический контроль глиадинов изучен, различия в структуре кодируемых ими белков в большинстве случаев неизвестны. Исследования первичной структуры глиадинов позволят понять структуру и эволюцию генов глиадинов, а также глиадинкодирующих кластеров в целом.

Сравнительный анализ глиадинов полиплоидной пшеницы и предполагаемых диплоидных доноров геномов предлагает подходы к решению проблемы филогении пшениц. Известно, что геном гексаплоидного вида Т. aestivum состоит из трех геномов предковых диплоидных видов - доноров геномов АА, ВВ и DD. Вопрос о происхождении геномов, особенно генома В, до сих пор окончательно не решен (Feldman et al., 2001; Гончаров, 2007). В связи с этим исследования глиадинов диплоидных видов являются чрезвычайно актуальными, поскольку могут пролить свет на этот вопрос.

Интерес к изучению проламинов пшеницы связан также с уникальными физико-химическими свойствами этих белков, обусловливающими вязкоэластичные свойства клейковины. Несмотря на то, что проламины пшеницы интенсивно изучаются в последние десятилетия, структура клейковинного комплекса до сих пор не установлена (Shewry, 2009; Shewry and Haiford, 2002). В этой связи особое значение имеет дисульфидное картирование проламинов, так как дисульфидным связям принадлежит решающая роль в формировании структуры клейковины (Wieser, 2007). Помимо фундаментального значения для выяснения организации и функционирования надмолекулярных белковых комплексов, структурно-функциональные исследования проламинов пшеницы важны для целенаправленной селекции на создание высокоурожайных сортов, обладающих улучшенными технологическими качествами (Salekdeh and Komatsu, 2007; Shewry et al., 2008).

Наряду со структурными исследованиями запасных белков, не меньшую роль играют и исследования их генетически детерминированного полиморфизма, который широко используется в филогенетических и популяционных исследованиях, а также в селекции для идентификации сортов, проверки их чистоты, выявления гибридов и др. (Созинов, 1985). Однако для ряда культур, в частности, для представителей семейства ч

тыквенных, полиморфные белковые системы слабо изучены. Выявление таких систем является чрезвычайно актуальным, поскольку позволит использовать их в селекционной практике.

Другой важнейшей группой генов растений являются гены защитных белков, которые определяют устойчивость растений к патогенам и абиотическому стрессу. Изучение защитных белков - продуктов этих генов - имеет фундаментальное значение для выяснения молекулярных механизмов врожденного иммунитета растений. Кроме того, такие исследования имеют и большое практическое значение для поиска кандидатных генов, способных усилить защитный потенциал растений к патогенам и абиотическому стрессу, которые могут быть использованы при трансформации растений. Усиление устойчивости растений может быть достигнуто как путем повышения уровня экспрессии собственных генов, участвующих в защитных реакциях, так и путем встраивания генов, кодирующих белки и пептиды с антимикробными свойствами, из других видов растений. Все это требует детального анализа защитного арсенала растений, который слабо изучен. В растениях идентифицированы гены устойчивости (R гены), обеспечивающие защиту от определенных рас патогенов (Keller et al., 2000). Однако молекулярные процессы, инициируемые продуктами R генов, в большинстве случаев детально не исследованы. Роль важнейших компонентов защитной системы растений - PR-белков, также изучена недостаточно. Обнаружение в 90х годах в растениях антимикробных пептидов, обладающих широким спектром антимикробного действия, открыло новые возможности для создания устойчивых форм растений, поскольку гены антимикробных пептидов могут быть непосредственно встроены в геномы чувствительных к патогенам растений с использованием методов генетической трансформации (Carlini, Grossi-de-Sa, 2002). Кроме того, антимикробные пептиды растений рассматриваются в качестве альтернативы традиционно используемым антибиотикам и антимикотикам, что особенно актуально в эпоху появления большого количества устойчивых форм патогенов (De Lucca, 2000; Hancock, 2000; Marshall and Arenas, 2003). В связи с этим поиск новых высокоактивных пептидов и разработка методов их получения, в частности путем гетерологичной экспрессии, представляются чрезвычайно актуальными.

Цель и задачи исследования

Цель настоящей работы состояла в структурно-функциональном исследовании двух важнейших групп белков растений - запасных и защитных, для решения фундаментальных проблем генетики (эволюция генов проламинов, структура глиадин-кодирующих кластеров генов, филогения пшениц, генетический контроль субъединиц кукурбитина, механизм действия генов устойчивости, исследование индуцированной устойчивости трансгенных растений, экспрессирующих двунитевую РНК), селекции (контроль сортовой чистоты, выявление гибридов и др.) и биохимии (структура и свойства запасных и защитных белков).

В связи с поставленной целью решались следующие конкретные задачи:

1. разработка методологии выделения высокоочищенных проламинов пшеницы, пригодных для структурных исследований;

2. изучение структурных особенностей глиадинов различных глиадинкодирующих локусов гексаплоидной пшеницы, а также видов рода Aegilops - предполагаемых доноров геномов полиплоидных пшениц;

3. изучение локализации дисульфидных связей в белках суперсемейства проламинов (глиадинов и 2S альбуминов);

4. разработка методологии выделения, разделения и структурного анализа субъединиц и полимерных глютенинов;

5. исследование полиморфизма запасных белков у представителей семейства СисшМасеае: разработка методов идентификации сортов и изучение генетического контроля субъединиц кукурбитина;

6. изучение РЯ-белков и структурно-функциональных изменений хлоропластов у растений родов МсоНапа и I.усорег&соп с разными генами устойчивости при вирусной инфекции и перекрестной защите;

7. изучение вирусоустойчивости и белков при инфекции ВТМ у трансгенных растений табака, несущих конструкцию, детерминирующую синтез двуцепочечной РНК.

8. разработка методологии выделения антимикробных пептидов из семян однодольных растений на примере семейства злаковых. Изучение их разнообразия, структуры и свойств, установление структуры предшественника и регуляции экспрессии гена нового гевеиноподобного пептида пшеницы;

9. разработка системы гетерологичной экспрессии генов новых антимикробных пептидов растений.

Научная новизна

для каждого генотипа, которые могут быть использованы в качестве маркеров соответствующих генов в селекционном процессе. Исследованы белки хлоропластов листьев томатов с разными генами устойчивости к ВТМ при вирусной инфекции и выявлено снижение активности фотосистемы II и транскрипционной активности пластид. Показано наличие интерфероноподобных белков в листьях томатов различного генотипа. Впервые продемонстрировано влияние экспрессии вставки, детерминирующей синтез двунитевой РНК, не имеющей гомологии с геномами вируса и растений табака, на уровень устойчивости трансгенных растений к тобамовирусам. В инфицированных трансгенных растениях выявлен индуцируемый синтез двух новых полипептидов, относящихся к семейству (3-эндоглюканаз растений. Высказано предположение об участии этих белков в системе антивирусной защиты растений. Впервые проведен систематический анализ антимикробных пептидов семян вида Triticum kiharae. Выделено 24 новых пептида, относящихся к 6 семействам антимикробных пептидов растений, и установлена первичная структура 12 из них. Изучена биологическая активность в системе in vitro 6 новых антимикробных пептидов. Обнаружено новое семейство глицин-богатых пептидов растений и новый структурный тип гевеиноподобных пептидов. Определена структура предшественника нового гевеиноподобного пептида. Исследована регуляция экспрессии гена этого пептида биотическими и абиотическими факторами среды. Разработана система гетерологичной экспрессии в прокариотической системе нового гевеиноподобного пептида Triticum kiharae. Впервые изучены дефензины предполагаемых доноров геномов полиплоидных пшениц и установлена геномная локализация генов дефензинов у гексаплоидной пшеницы. Показано, что в отличие от пшеницы, в семенах другого вида растений - Taraxacum officinale - основными детерминантами антифунгальной активности являются не антимикробные пептиды, а запасные 2S альбумины. Выдвинута гипотеза о специфичности «защитного арсенала» у разных видов растений.

Практическая ценность работы

Разработанные в ходе выполнения работы методы выделения ш-глиадинов путем иммобилизации на тиопропил-сефарозе и разделения полимеров глютенина в агарозном геле могут быть использованы при массовом анализе образцов, что имеет большое значение в таксономических и селекционных исследованиях, а также в исследованиях молекулярно-весового распределения полимеров глютенинов в зависимости от технологических характеристик клейковины и более детального исследования структуры полимеров глютенинов. Электрофорез полимеров глютенинов может найти и более широкое применение для исследования полимеров белков сходного размера.

Полиморфизм альбуминов и глобулинов семян тыквенных культур, выявляемый с помощью электрофоретических и хроматографических систем, разработанных в ходе проведенных исследований, может быть использован в селекции, поскольку позволяет идентифицировать генетически отдаленные образцы огурца и районированные сорта тыкв. Созданный каталог аллельных вариантов субъединиц кукурбитина позволяет идентифицировать сорта тыкв отечественной селекции и является экспресс-методом определения сортовой чистоты семян тыкв в сравнении с традиционно используемым грунтконтролем.

Специфические белки, синтезирующиеся в растениях томатов с разными генами устойчивости к ВТМ (Тт-1, Тт-2 и Тт-22) в ответ на инфицирование, могут быть использованы в качестве маркеров соответствующих генов в селекционном процессе. Гены выделенных в ходе выполнения настоящей работы антимикробных пептидов могут быть использованы для трансформации растений с целью повышения их устойчивости к фитопатогенным бактериям и грибам с использованием методов

генетической инженерии. Сами пептиды могут найти применение в качестве безопасных консервантов пищевых продуктов в пищевой промышленности, поскольку они являются природными компонентами семян пшеницы. Серьезной проблемой практического применения растительных АМП является высокая стоимость производства. Получение растительных АМП с помощью методов генетической инженерии является перспективным путем решения этой проблемы. Предложенную нами систему гетерологичной экспрессии генов цистеинбогатых АМП в клетках прокариот предполагается использовать для разработки технологии производства АМП.

Основные положения, выносимые на защиту

1. глиадины, кодируемые генами одного кластера, локализованного на коротких плечах хромосом первой гомеологичной группы: хромосомы Ю (блок Ю1) и хромосомы 1В (блок 1В1), существенно различаются по Ы-концевым аминокислотным последовательностям. Это означает, что в процессе эволюции у предков пшеницы произошло объединение в один кластер генов, кодирующих ш- и у-глиадины. И-концевые аминокислотные последовательности ш-глиадинов, кодируемых геномом О, значительно дивергировали от последовательностей со-глиадинов генома В. В то же время аминокислотные последовательности у-глиадинов, кодируемых хромосомами А, В и О, существенно более консервативны. Хромосомы шестой гомеологичной группы, по всей видимости, кодируют проламины, значительно отличающиеся от проламинов хромосом первой гомеологичной группы;

2. расположение дисульфидных связей - важнейших пост-трансляционных модификаций белков - в двух группах запасных белков суперсемейства проламинов, глиадинах и 2Б альбуминах, сходно, но отличается от такового у других членов суперсемейства - ингибиторов а-амилаз и трипсина злаков. Эти различия, по всей вероятности, связаны с необходимостью взаимодействия между ингибиторами и активными центрами ферментов-мишеней;

3. полиморфизм субъединиц кукурбитина, основного запасного глобулина семян тыквенных культур, контролируемого четырьмя локусами, выявляемый с помощью электрофореза, может эффективно использоваться в качестве экспресс-метода определения сортовой чистоты представителей семейства СисигЬКасеае;

4. у растений табака и томатов, содержащих различные гены устойчивости к ВТМ (гены N и Л/' табака и гены Тт-1, Тт-2 и Тт-22 томата), в ответ на вирусную инфекцию синтезируются специфические РЯ-белки, относящиеся к защитной системе растений и отражающие особенности действия генов устойчивости, которые могут быть использованы в качестве маркеров соответствующих генов в селекционном процессе;

5. высокий молекулярный полиморфизм защитных пептидов у вида пшеницы Тп'Исит к^агае Оого£ е! М1ди5с1п, реализуемый как на генном, так и на пост-транскрипционном уровнях, обеспечивает эффективную защиту от разнообразных патогенов и стрессовых факторов среды, что обусловливает адаптацию пшеницы к неблагоприятным условиям окружающей среды и объясняет ее широкое распространение по всем континентам и климатическим зонам Земного шара. Детерминанты антифунгальной активности дефензинов семейства Роасеае локализованы в С-концевой области их молекул;

6. набор защитных полипептидов, участвующих в борьбе растений с патогенами и абиотическим стрессом («защитный арсенал» растений), видоспецифичен и уникален для каждого вида растений.

Апробация работы

Основные материалы диссертации были представлены на I национальной конференции по иммуногенетике растений (София, Болгария, 1986), III международном совещании по белкам клейковины (Будапешт, Венгрия, 1987), III международном симпозиуме по биохимической идентификации сортов (Ленинград, 1987), VI Всесоюзном симпозиуме «Молекулярные механизмы генетических процессов» (Москва, 1987), Всероссийской конференции "Физиолого-биохимические основы иммунитета" (Уфа, 1988), II съезде биохимического общества РАН (Москва, 1997), международной конференции «Биология клеток растений in vitro, биотехнология и сохранение генофонда» (Москва, 1997), международном симпозиуме по взаимодействиям белковых комплексов (Берлин, Германия, 1997), VII международной конференции по белкам клейковины (Бристоль, Великобритания, 2000), II международной конференции «Геномика, протеомика и биоинформатика для медицины» (Москва, 2004), III сьезде общества биотехнологов России (Москва, 2005), VIII чтениях, посвященных памяти академика Ю.А. Овчинникова (Москва, 2006), международном симпозиуме "Сигнальные системы клеток растений: роль в адаптации и иммунитете" (Казань, 2006), II Российском симпозиуме «Белки и пептиды» (Пущино, 2007), III международном симпозиуме «Проблемы биохимии, радиационной и космической биологии» (Дубна, 2007), международной конференции «Современная физиология растений: от молекул до экосистем» (Сыктывкар, Россия, 2007), международной конференции. «Научное наследие Н.И. Вавилова - фундамент развития отечественного и мирового сельского хозяйства» (Москва, 2007), 2-й Вавиловской международной конференции «Генетические ресурсы культурных растений в XXI веке» (С.-Петербург, 2007), Отчетных сессиях по программе Президиума РАН «Биоразнообразие и динамика генофондов» (подпрограмма II «Динамика генофондов») (Москва, 2005, 2006, 2007, 2008), IV съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов (Новосибирск, 2008), V съезде общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова (Москва, 2008), II Всероссийской конференции «Современные проблемы иммунитета растений к вредным организмам» (С.-Петербург, 2008), IV Российского симпозиума «Белки и пептиды» (Казань, 2009), V съезде ВОГИС (Москва, 2009), V международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2009), международном симпозиуме по взаимоотношениям растений с патогенами (Квебек, Канада, 2009).

Декларация личного участия автора

В диссертационной работе использованы экспериментальные материалы, полученные лично автором. Автор лично принимал участие в разработке методологии, а также в разделении и структурном анализе всех представленных в диссертации групп белков: проламинов пшеницы, альбуминов и глобулинов тыквенных культур, PR-белков и антимикробных белков и пептидов. Автор лично проводил биохимический анализ хлоропластов при вирусной инфекции и анализ трансгенных растений, экспрессирующих двунитевую РНК. Автор принимал активное участие в разработке системы гетерологичной экспрессии антимикробных пептидов и клонировании гена одного из них. Автор лично оформлял результаты своих исследований в виде статей. Суммарное личное участие автора составило ~85%.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 49 статей, глава в зарубежной монографии, один патент и два авторских свидетельства.

Структура и объем работы

Диссертационная работа изложена на 454 страницах, содержит 74 рисунка и 41 таблицу, имеет традиционную структуру и состоит из введения, обзора литературы, объектов и методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 813 источников, и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Запасные белки

1. Выделение глиадинов

Поскольку белки зерновки пшеницы представляют собой чрезвычайно сложную смесь, которая состоит из сотен гомологичных полипептидов в молекулярно-весовом диапазоне от 15 до 100 кДа, разработка методологии выделения индивидуальных полипептидов, пригодных для структурного анализа, было первоочередной задачей. В качестве объекта исследования был выбран сорт озимой мягкой пшеницы Безостая 1. Электрофоретический профиль распределения глиадинов при двумерном разделении в ПААГ представлен на рис. 1.

Молекулярные массы основных полипептидов ш-глиадинов пшеницы Безостая 1 составили 67, 63, 62, 60 и 56 кДа. Молекулярные массы остальных глиадинов находились в диапазоне от 32 до 42 кДа.

Рис. 1. Распределение глиадинов пшеницы сорта Безостая 1 при двумерном электрофорезе в ПААГ. Направление I: 6%-ный ПААГ, рН 3,1; направление II: 10%-ный ПААГ, содержащий 0,1% ДДС-Ыа.

Для разделения глиадинов была использована иммобилизация белков спиртового экстракта на тиопропил-сефарозе 6В, в основе которой лежит реакция тиол-дисульфидного обмена между БН-группами белка и активными группами носителя (рис. 2). Белок иммобилизуется на тиопропил-сефарозе 6В (рис. 2) по остаткам цистеина, а затем может быть переведен в раствор восстановлением. Если смесь белков инкубировать с тиопропил-сефарозой, то с ней свяжутся только те из них, которые содержат свободные БН-группы. Поскольку по имевшимся данным со-глиадины не содержат цистеина и (или) цистина, мы предположили, что эти белки не свяжутся с тиопропил-сефарозой, тогда как все остальные проламины содержат дисульфидные связи, которые после восстановления образуют свободные БН-группы, способные вступать в реакцию дисульфидного обмена.

^р-^Л-а-з—^ \ + на—Ем«. —- ^^-дДЛ-з-з-со.,,» + рИс. 2. Схема иммобилизации к белков зерновок пшеницы на

носитель огат тиопропил-сефарозе 6В.

+ 5=о>

К—у I

В результате глиадины пшеницы сорта Безостая 1 были разделены на 2 фракции: оо-глиадины, не содержащие остатков цистеина (фракция I), и цистеинсодержащие глиадины (фракция II) (рис. 3).

Разработанный нами метод позволил отделить ш-глиадины от других спирторастворимых белков пшеницы. Этот метод имеет ряд преимуществ по сравнению с описанными в литературе: 1) он позволяет сразу выделить всю группу ы-глиадинов, свободных от примесей других глиадинов; 2) в отличие от хроматографии на колонках, он позволяет работать с микроколичествами белков; 3) метод достаточно прост. Последнее дает возможность использовать метод при массовом анализе образцов, что имеет большое значение при генетических, таксономических и селекционных исследованиях.

Предложенный метод ковалентной хроматографии дает возможность оценить содержание и распределение свободных БН-групп и дисульфидных связей в различных фракциях глиадинов, кроме того, он открывает возможности для исследования первичной структуры проламинов, в частности, для выделения и анализа цистеинсодержащих пептидов, полученных при расщеплении белков, что и было нами успешно использовано при выделении цистеинсодержащих пептидов глиадина у-46 (см. ниже).

После разделения глиадинов методом ковалентной хроматографии для выделения индивидуальных глиадинов ы-глиадины (фракция I) и цистеинсодержащие глиадины (фракция II) подвергали дальнейшему разделению с использованием различных хроматографических методов. В результате в высокоочищенном виде были получены ряд глиадинов, структурный анализ которых представлял интерес для решения проблем генетики, селекции и филогении пшениц.

2. Исследование структурных особенностей глиадинов пшеницы и родственных видов

2.1. Определение Ы-концевых аминокислотных последовательностей проламинов различных глиадинкодирующих локусов пшеницы

Для исследования структуры глиадинкодирующих кластеров генов, а также решения проблемы происхождения и эволюции генов проламинов из пшеницы сорта Безостая 1 был выделен ряд ш- и у-глиадинов, кодируемых одним кластером генов, а также кластерами гомеологичных хромосом и определены их !\1-концевые аминокислотные последовательности. Среди проанализированных глиадинов были шо, Ы1, и \/2, кодируемые кластером генов хромосомы Ю (блок Ю1 по генетической классификации; Созинов, 1985), а также Шб и у3р кодируемые кластером генов хромосомы 1 В. Особенно важно, что эти компоненты входят в наиболее распространенный у районированных сортов озимых и яровых пшениц блок 1В1. Были

Рис. 3. Профиль электрофоретического распределения белков фракций I и II, полученных в результате иммобилизации на тиопропил-сефарозе 6В. А - 6%-ный ПААГ, рН 3,1: 1 - глиадины пшеницы, 2 - белки фракции I; Б - (10-17%)-ный ПААГ+0,1% ДДС-Ыа, рН 8,8: 1 - белки фракции II, 2 - белки спиртового экстракта, 3 - белки фракции I.

2 3

выделены также глиадин yi, кодируемый хромосомой 1А, и у5- белок, контролируемый хромосомой 6В (блок 6В1), a priori наименее связанный с глиадинами, кодируемыми хромосомой первой гомеологичной группы. N-концевые аминокислотные последовательности выделенных глиадинов приведены в табл. 1. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что у w-глиадинов есть три типа N-концевых аминокислотных последовательностей: KEL, ARE, SRL. У всех изученных w-глиадинов обнаружены два участка гомологии, которые свидетельствуют об общности их происхождения, а также ряд повторяющихся олигопептидов типа PQQPY, которые могли образоваться в результате единичных замен в кодонах и многократных дупликаций коротких нуклеотидных последовательностей ДНК. Была выявлена большая гомология между w-глиадинами, кодируемыми геномом D, чем между ними и ш-глиадинами, кодируемыми геномом В.

Таким образом, N-концевые аминокислотные последовательности ш-глиадинов, кодируемых геномом D, заметно дивергировали от аналогичных последовательностей генома В. Все изученные у-глиадины, кодируемые хромосомами А, В и D, имели высокий уровень гомологии N-концевых аминокислотных последовательностей (табл. 1). Столь высокая гомология исследованных последовательностей у-глиадинов свидетельствует о значительной консервативности соответствующих участков кодирующих их генов. В то же время глиадины, кодируемые хромосомой 6В (уг), существенно отличаются от у-глиадинов, кодируемых хромосомами первой гомеологичной группы, и имеют N-концевую последовательность, идентичную а-глиадинам.

Таблица 1.

N-концевые аминокислотные последовательности ш- и у-глиадинов пшеницы сорта

Безостая 1*

Блок Глиадин N-концевая аминокислотная последовательность

1D1 й)0, (01 KELQSPQQSFSHQQQPFPQQPYPQ

1D1 ®2 ARELNPSNKELQSPQQSFSPQQQPFXQQ

1В1 (05 KELHTPQQQFPPQQQQFPQQQQFPQQQFPXSPXXQF

1D1 У2 QVQW ... VPQ

1В1 Уз QVQW VPQPQQPLQQQQ

1 A4 Yi iflQVDPSG QVQW QQQ VP'ÖFPQ

6BI Ys VRVPVPQLQPQNPSQQPQEQVPLVQQQQFL

- VPQPHQPFSQQPQQ

*Светло-серым цветом выделены идентичные аминокислотные остатки ш-глиадинов; темно-серым - идентичные остатки у-глиадинов. "Последовательность у-глиадина, определенная по структуре гена, включена для сравнения (Bartels et al„ 1986).

К началу нашей работы было известно, что группы компонентов проламинов, кодируемых одним кластером генов, наследуются сцепленно - блоками, как моногенный признак, причем рекомбинации в пределах блока наблюдаются редко (Созинов, Попереля, 1979). Можно было предположить, что гены одного кластера кодируют близкие по структуре белки. Однако нами установлено, что компоненты одного кластера генов, локализованного на коротком плече хромосомы 1D и 1 В, существенно различаются по N-концевым аминокислотным последовательностям. Наиболее вероятно, что в процессе эволюции у предков пшеницы произошло совмещение в один кластер генов, кодирующих различающиеся по структуре белки - ш-и у-глиадины. Хромосомы шестой гомеологичной группы, по всей видимости, кодируют проламины, существенно отличающиеся от проламинов хромосом первой

гомеологичной группы, несмотря на то, что на электрофоретическом спектре глиадины обеих групп хромосом располагаются в одной зоне. Полученные результаты свидетельствуют о том, что эти глиадины имеют Ы-концевую аминокислотную последовательность, идентичную а-глиадинам, кодируемым хромосомами 6А и 6В.

2.2. Выделение и характеристика глиадинов семян Ае. ¡аивсЬИ

Обнаруженные нами геном-специфичные различия между ш-глиадинами гексаплоидной пшеницы, позволили перейти к исследованию проламинов предполагаемых доноров В и 0 геномов - двух видов эгилопсов Ае. (аиэсЬИ и Ае. 1опд'15зта, что представляет интерес для решения проблем филогении пшениц.

Исследование молекулярной гетерогенности глиадинов семян Ае. ¡аиэсЬИ показало высокую изменчивость этого вида. Разделение глиадинов образца Ае. ?аизс/?/У из Грузии путем ОФ-ВЭЖХ приведено на рис. 4.

Сочетание ОФ-ВЭЖХ с использованием высокочувствительного газофазного секвенатора позволило нам впервые для Ае. ¡аивсЬн определить 1\]-концевые аминокислотные последовательности основных компонентов глиадинов (табл. 2.)

Рис. 4. А. ОФ-ВЭЖХ белков спиртового экстракта Ае. tausch¡¡ на колонке Рго-РРС 5/10; Б -электрофоретический анализ фракций.

Таблица 2.

Ы-концевые аминокислотные последовательности глиадинов Ае. Бциаггова

Глиадин М-концевая аминокислотная последовательность

са^+шг ХХЬРЭРО АКСИМРОШЕКаЗРОС!

ш4 8Р01_ЗР1?6КЕ1_С1Т/РСЮЕС1РРС1

Ш5 ы5 (Г. аеаНуит) 8Р013РЯСКЕ1_С!ТРС)ЕС!РРС!С)С!РРС!С)СЮ1 8Р113РРСКЕШТРООС)РРС!СЮС)РРСЮС!РРС!СЮРРХ8Р

Ш1.2* ХЕЛХО/РБРСЮЗР

У2 NIQVDPSGQVQWLQQQLVPQLQQQLQQ

(3 УРЛ/РУРОШРС!ЫРЗС!С)С!РС!ЕС!

Жавагёа е1 а1., 1983.

Оказалось, что глиадины им и 105 имеют практически одинаковую 1М-концевую аминокислотную последовательность, которая начинается с вКО. Эта

последовательность обладает высокой гомологией с Ы-концевой аминокислотной последовательностью этих белков у пшеницы Безостая 1. В связи с этим высказывалось предположение, что такой тип последовательности специфичен для генома В. Однако полученные нами данные свидетельствуют о том, что у Ае здиаггога, предполагаемого донора Э генома, есть гомологичная последовательность. Хотя Ш) и Ш2 нельзя былоразделить путем ОФ-ВЭЖХ, нам удалось вычленить последовательность, начинающуюся с АРЧО. Гомологичная последовательность была обнаружена у Т. аезНуит. Секвенирование основного компонента у-фракции, содержавшегося во фракции XI при элюции с колонки с обращенной фазой, показало, что он соответствует у2-последовательности, обнаруженной у Т. аез^ит. У (З-Фракции был выявлен лишь один тип Ы-концевой последовательности, соответствующий а-типу глиадинов.

2.3. Выделение и характеристика глиадинов семян Ае. 1опд1з51та

Поскольку Ае. Ьпд'^&та считался одним из возможных доноров В генома полиплоидных пшениц (Конарев, 2001), представляло интерес исследовать глиадины этого вида. В литературе подобного рода сведения отсутствовали.

Электрофоретический и хроматографический анализ выявил существенную внутривидовую гетерогенность Ае. ¡опд'^та (рис. 5,6). Исследованные образцы значительно различались как по числу компонентов, так и по их хроматографической подвижности (рис. 6).

; « з .

* ■

* I I

о « » г

Рис. 5. Электрофоретическое распределение глиадинов Ае. 1опд1зз1та и Ае. ¿а^с/?/'/' в ПААГ (рН 3,1): а - к-202, б - к-908, в - к-1297, з - Ае. (аивсЬИ .

Рис. 6. ОФ-ВЭЖХ белков спиртового экстракта Ае. /олд/зз/та. А - к-202, Б - к-907, В -к-908, Г - к-1297.

Высокая специфичность профилей разделения глиадинов при ОФ-ВЭЖХ позволяет использовать этот метод наряду с электрофорезом для изучения внутривидовой изменчивости Ае. 1опд1зз1та и характеристики образцов различного происхождения. концевые аминокислотные последовательности выделенных глиадинов Ае. ¡опд'^та приведены на рис. 7.

Ае. ¡опсижта к-202

Фракция 1 ЭКаьЭРЮК

Фракция 2 ЗРОЬвРЮКЕЦЭТР

Фракция 3 БР;С!1_ЗРР!6С!Е1_/С!ХТРС!

Фракция 4 блокирована

Фракция 13 УНУРУР(ХС!РС№ЗС!СЮР

Ае. ¡опситта к-907

Фракция 1' ЗР:С!1_5Р1

Фракция 2' ЗРСЛБРЮКЕЬХХР Ае. /опд/55/та к-1297

Фракция 2" блокирована

Ае. эдиаггоза щ

зкоьзррскЕютаоЕОРРа

Т. аевНуит

SRLLSPRGKELHTPQQQFPQQQQFPQQQFPQQQFPXS Т. аез?)Уит а/В

VRVPVPQLQPQNPSQQQPQEQVPLVQQQQFL Рис. 7. Ы-концевые аминокислотные последовательности глиадинов видов Ае. ¡опд/вэ/та, Ае. вциаггова и Т. аезШит.

Установлено, что среди ш-фракции у всех проанализированных образцов обнаружены несколько глиадинов с ЭКО-типом Ы-концевой последовательности, который выявлен также у гексаплоидных пшениц и Ае. ?аизс/?//. Таким образом, N1-концевые последовательности ш-глиадинов консервативны: гомологичные белки разных видов эгилопсов и гексаплоидных пшениц различаются лишь единичными аминокислотными заменами.

Помимо ои-глиадинов нами был просеквенирован р-глиадин образца Ае. 1опд1зз1та к-202 (фракция 13, рис. 6). Его последовательность оказалась идентичной N1-концевой последовательности |3-глиадина Ае. ¡аивсНа и мягкой пшеницы Безостая 1. По всей видимости, в ходе эволюции на структуру глиадинов а/(3-типа накладывались более жесткие ограничения, чем на структуру ы-глиадинов.

3. Дисульфидное картирование глиадинов

Для более детального исследования структурных особенностей глиадинов, и в частности для локализации в них дисульфидных связей, играющих ключевую роль в формировании надмолекулярной структуры клейковинного комплекса, был выбран глиадин у-46 пшеницы сорта Харди. Предварительно с помощью масс-спектрометрии была определена молекулярная масса белка, которая составила 35191,3 Да и было

показано, что все восемь остатков цистеина в молекуле образуют четыре дисульфидные связи.

Путем секвенирования восстановленного и алкилированного глиадина у-46 была определена его N-концевая аминокислотная последовательность (29 аминокислотных остатков), которая оказалась идентичной N-концевой аминокислотной последовательности глиадина клона pW1621 и глиадина у-2, но отличалась рядом аминокислотных замен от других глиадинов.

В результате гидролиза иммобилизованного на тиопропил-сефарозе 6В глиадина у-46 трипсином были выделены цистеинсодержащие пептиды, полная или частичная структура которых была установлена путем автоматической деградации по Эдману. В результате было просеквенировано 207 аминокислотных остатка. Дисульфидсодержащие пептиды глиадина у-46 были получены путем ограниченного протеолиза интактного белка химотрипсином с последующим перевариванием дисульфидсодержащих фрагментов трипсином и химотрипсином. Расположение дисульфидных связей устанавливали путем секвенирования дисульфидсодержащих фракций и составляющих их пептидов и сравнения полученных последовательностей с предварительно определенной частичной первичной структурой глиадина у-46. В результате в глиадине у-46 было установлено расположение дисульфидных связей: Cys-173—Cys-192, Cys-212—Cys291, Cys-165—Cys-199, Cys-165—Cys-199 (или Cys-200), Cys-283 -Cys-200 (или -Cys-199).

4. Дисульфидное картирование альбумина семян подсолнечника: консервативные и вариабельные дисульфидные связи в суперсемействе

проламинов злаков

Суперемейство проламинов злаков включает 3 основные группы белков: запасные проламины пшеницы, ржи и ячменя, ингибиторы альфа-амилаз и трипсина злаков, а также 2S запасные альбумины двудольных растений (Kreis, Shewry, 1989). Эти белки характеризуются консервативно расположенными остатками цистеина. Было высказано предположение, что этот консерватизм отражает ключевую роль остатков цистеина в стабилизации структуры белка за счет образования дисульфидных связей. Это утверждение нуждалось в подтверждении и проверке. В связи с этим, помимо дисульфидного картирования проламинов пшеницы, было определено расположение дисульфидных связей в другой группе белков, относящихся к суперсемейству проламинов - 2S запасных альбуминах, а именно, в метионин-богатом альбумине подсолнечника SFA8 (рис. 8).

А. Аминокислотная последовательность SFA8

VYGRGRTESGCYQQMEEAEMLNHCGMYLMKNLGERSQVSPRMREEDHK

QLCCMQLKNLDEKCMCPAIMMMLNEPMWIRMRDQVMSMAHNLPIECNLM

SQPCQM'03

В. Расположение дисульфидных связей в SFA8

SFA8

11 24 51 52 62, 64 94 101

Рис. 8. Дисульфидное картирование альбумина ЭРА8 подсолнечника. А -Аминокислотная последовательность белка БРАв. В - Дисульфидная карта белка БРА8.

Сравнение расположения дисульфидных связей в белках семейства проламинов представлено на рис. 9. Полученные результаты свидетельствуют о высоком консерватизме в расположении дисульфидных связей в запасных белках как между глиадинами и 2Э альбуминами, так и в пределах каждой из этих групп белков. Однако только две дисульфидные связи с участием двух соседних остатков цистеина (СЮ) сохраняют свое положение в ингибиторах. Различия в расположении дисульфидных связей у ингибиторов по сравнению с запасными белками могут быть связаны с необходимостью поддерживать структуру активных центров для взаимодействия с ферментами-мишенями.

вГАЗ

Конглютин <5

с а ег

-1НГ

17 18 29 31 45

С О Е Г

-1МГ

1501571в5 184 191 192 204

£1- глиадин

4¥:

Рис. 9. Расположение дисульфидных связей в молекулах 2Э альбуминов, глиадинов и ингибиторов ферментов злаков. Остатки цистеина обозначены буквами А-М. Дисульфидные связи в конглютине 5, \/\/А1-0,28, М/А1-0,53, а- и у-глиадинах приведены в работах (Маес1а е! а1., 1983; Шеу, 1пдПз, 1986; ЕИгоЫ е1 а1., 1995; Егоров, Одинцова и ДР. 1999).

сх- глиадин

с о г

с н

тт

\л/а1 - 0.28

т\ - о.53

21 29 42 43 5 4 56

_I_^_и:_

В К С О

20 28 41 42. 84

5. Выделение и структурный анализ глютенинов

К началу наших исследований было известно, что качество клейковины зависит от нескольких параметров: размера полимеров глютенина, содержащих как низкомолекулярные (1_М\М), так и высокомолекулярные (НМ\Л/) субъединицы, соединенные, в отличие от глиадинов, межцепочечными дисульфидными связями (чем длиннее полимеры, тем лучше качество клейковины), а также от количества и состава НМ\Л/ субъединиц. Было высказано предположение, что терминаторами роста полимерной цепи являются О субъединицы, которые являются глиадиноподобными белками, образовавшимися в результате мутаций генов ш-глиадинов, не содержащих остатков цистеина.

Был проведен поиск и выделение О субъединиц и родственных им ш-глиадинов из пшеницы сорта Чайниз Спринг. В результате было выделено 3 й субъединицы и несколько ш-глиадинов и показано, что О субъединицы имеют Ы-концевую последовательность, соответствующую ш-глиадинам, и содержат по одному остатку цистеина в молекуле, что подтвердило гипотезу о происхождении О субъединиц в

результате мутаций генов ш-глиадинов. Кроме того, сравнительный анализ фракций глютенина, разделенных по размеру путем экскпюзионной жидкостной хроматографии, позволил выявить постепенное уменьшение содержания НМ\/\/ субъединиц глютенина по мере уменьшения их молекулярного веса одновременно с увеличением содержания й субъединиц. Полученные результаты служат новым ¡доказательством того, что Э субъединицы играют роль терминаторов роста цепи глютенинов.

Были исследованы также НМ\Л/ субъединицы изогенной линии 188-31, которая содержит только 2 субъединицы - 17 и 18, являющиеся аллельными вариантами субъединиц 7 и 9, соответственно. Наличие этих субъединиц коррелируют с хорошими технологическими характеристиками муки. Определение числа остатков цистеина в молекулах НМУ\/х17 и НМУ\/у18 выявило наличие 3,5 и 6,5 остатков, соответственно, что согласуется с числом остатков цистеина в субъединицах 1 Вх17 (4 остатка) и 1 Ву9 (7 остатков).

Для более детального исследования первичной структуры субъединиц 17 и 18 были выделены и секвенированы их цистеинсодержащие пептиды. Полученные данные представлены в табл. 3.

Таблица 3.

N-концевые аминокислотные последовательности цистеинсодержащих триптических пептидов HMWx17 и HMWy18

Фракция N-концевые аминокислотные последовательности Гомологичная HMW

4 ^DVSPGXXPI^; 1JELQE1b 1Bx7; 1By9

6 M0QLGQS4J 1By9

7 ""AQQLAAQ'bJ; bb1VQQPAXQbb/ 1Bx7; 1By9

8 'EGEA4 1Bx7; 1By9

Полученные результаты свидетельствуют о том, что аминокислотные последовательности в окружении остатков цистеина в HMWx17 и HMWy18 консервативны и сходны с аналогичными последовательностями аллельной пары субъединиц 1Вх7 и 1Ву9. Таким образом, эти данные свидетельствуют о том, что сходные технологические характеристики муки, обусловленные аллельными парами HMWx17 и HMWy18, с одной стороны, и 1Вх7 и 1Ву9, с другой, связаны с одинаковыми дисульфидными связями, которые они образуют в полимерах.

Для определения размеров полимеров глютенина нами был разработан метод, сочетающий в себе разделение полимеров глютенина в агарозном геле (рис. 10), элюцию белков из геля и определение размеров полимеров методом светорассеяния. В результате были определены молекулярные массы полимеров глютенина (табл. 4).

Рис. 10. Электрофоретическое разделение белков клейковины пшеницы сорта Chinese Spring в агарозном геле (А). Гель, аналогичный представленному на рис. А, разрезали на 8 частей, белки экстрагировали из агарозы и подвергали электрофорезу в тех же условиях (В).

Полученные нами результаты по измерению светорассеяния фракций глютенинов подтверждают, что электрофорез в агарозном геле разделяет полимеры глютенинов по Мг и показывают, что Мг этих полимеров варьирует от 500000 до 5 миллионов. Таким образом, нами предложен простой метод фракционирования глютенинов, а также других высокомолекулярных полимеров.

Таблица 4.

Вычисленные молекулярные веса фракций 1-8 (рис. 10А) полимеров глютенина

Фракция ^ (нм) Полидисперсность (нм) Мг х 105

1 22,6 12,5 56,3

2 19,6 10,9 39,7

3 16,6 8,1 26,3

4 13,0 7,2 14,7

5 12,4 6,9 12,9

6 9,5 5,3 6,9

7 10,2 5,7 8,2

8 9,3 5,2 6,6

6. Исследование полиморфизма белков семян огурца

Выше было показано, как исследование полиморфизма проламинов злаков (по Ы-концевым последовательностям) может быть использовано для решения проблем структуры глиадинкодирующих кластеров генов и филогении пшеницы. Однако эти исследования имеют и практическое значение - для решения вопросов частной генетики и селекции важнейших сельскохозяйственных культур, таких как идентификация генотипов, определение сортовой чистоты, выявление гибридов. В то же время подобные маркеры у овощных культур, в частности, тыквенных, отсутствовали. Нами были проведены исследования по разработке методов электрофоретического анализа белков семян тыквенных для использования их в экспериментах по частной генетике и в сортовом семенном контроле данных культур. Исследованию подвергали фракции альбуминов, глобулинов и основного глобулина семян - кукурбитина. В качестве метода выявления полиморфизма белков использовали различные электрофоретические системы.

Исследование альбуминов семян огурца путем электрофореза в ПААГ в присутствии ДДС-№ выявил многокомпонентность электрофоретических спектров и незначительное количество сортоспецифических компонентов, что затрудняет использование данной системы для генетического анализа и массового применения в сортовом семенном контроле огурца.

Электрофоретический анализ глобулинов в этой же электрофоретической системе позволил обнаружить межлинейные различия по минорным компонентам в молекулярно-весовом диапазоне от 49 кДа и выше. Межсортовые различия, как между зарубежными, так и между отечественными сортами огурца не были выявлены. Таким

образом, на исследованном материале электрофорез глобулинов также не выявил сортоспецифичности спектров.

Исследование полиморфизма кукурбитина - основного запасного глобулина - с помощью электрофореза в ПААГ в присутствии ДДС-Na показало, что в использованной электрофоретической системе фракция кукурбитина у исследованных образцов огурца является инвариантной. У двадцати двух исследованных сортов и линий вариабельным оказался лишь компонент с молекулярной массой 36 кДа, который либо присутствовал, либо отсутствовал в спектре. Таким образом, на изученном материале удалось выделить лишь 2 типа электрофоретических спектров кукурбитина огурца. Суммируя полученные данные, можно сделать вывод о том, что альбумины и глобулины исследованных образцов огурца выявили низкий межсортовой полиморфизм, что затрудняет использование этих белков для идентификации сортов и установления процента гибридности семян в семенном контроле. Идентификация генетически отдаленных форм возможна.

7. Исследование полиморфизма белков семян тыквы

Изучение гетерогенности белков семян проводили на районированных сортах тыквы отечественной селекции. В коллекцию входили сорта Cucurbita реро, Cucurbita maxima и Cucurbita moschata. Анализ альбуминов и глобулинов семян тыкв выявил их большую в сравнении с огурцом гетерогенность и специфичность. Более полиморфной у представителей рода Cucurbita оказалась и фракция кукурбитина. При разделении кукурбитина в денатурирующих условиях в электрофоретическом спектре было выделено 3 зоны: a-, ß- и у- (рис. 11). Вариабельные компоненты находились в а-, и у-зонах. Наиболее полиморфной оказалась низкомолекулярная у-зона (молекулярная масса субъединиц 21-26 кДа), где в сортовых спектрах обнаруживалось от 4 до 7 компонентов (рис. 11, 12).

1Г"ПГ

■■•■■■■в

II II ! ' И i

-1==н|!!:

ШШ

шщж f

■ III

13 ЕЯ окажи

______

ilTI

:= -за

■ п?

5 а dl

№

jyjj

наша

Iii--

• Г

ш?,

Рис. 11. Электрофореграммы кукурбитина семян сортов С. pepo, С. maxima и С. moschata.

Электрофоретический анализ белков гибридных семян и их родительских форм показал, что субъединицы кукурбитина наследуются кодоминантно, что делает возможным идентифицировать семена гибридов, которые возникают при естественном переопылении разновидностей С. pepo (рис. 12в).

1 2 3 4 5 6 7 8 б 9 10

Рис. 12. Электрофореграммы субъединиц кукурбитина в ПААГ в присутствии ДДС-Na, у-зона: (а) сорта С. pepo (1 - Якорь, 2 - Белоплодные, 3 - Сотэ 38, 4 -Грибовские 37; 5 - Одесские 52; 6 - Греческие 110; 7-Грибовская кустовая; 8 - Украинская многоплодная); 9 - С. maxima (Грибовская зимняя); 10 - С. moschata (Перехватка); (б) биотипы сорта Грибовские 37; (в) сорт Белые 13 (С. p. var. melopepo) - Б, сорт Грибовские 37 (биотип 2, С. p. var. giraumons) - Г2, гибрид Б х í2-Fi2.

Таким образом, по электрофоретическим спектрам кукурбитина нами был выявлен межвидовой, внутривидовой и внутрисортовой полиморфизм, что открывает возможности использования метода электрофореза кукурбитина для экспресс-анализа сортовой чистоты образцов тыквы обыкновенной. Меньшая сортовая специфичность кукурбитина у крупноплодной и мускатной тыквы позволяет идентифицировать лишь группы сортов, что требует разработки и применения альтернативных систем. Таковой для представителей рода Cucurbita может служить система электрофореза альбуминов в кислой среде (pH 3,1).

Рис. 13. Электрофореграммы альбуминов семян сортов С. pepo, С. maxima, С. moschata.

В этой системе альбумины семян разделялись на 40 вариабельных компонентов (рис. 13). Были выделены компоненты, специфичные для каждого из изученных видов, для разновидностей «перехватка» (№56-58) и «продолговатая» (№59-60) мускатной тыквы. Различные сочетания альбуминов обеспечивают сортоспецифичность спектров всех изученных сортов. Исключение, как и по кукурбитину, составляли кабачки Зебра (№28) и Цукеша (№29).

8. Генетический контроль компонентного состава кукурбитина

Одной из наиболее серьезных форм биологического засорения образцов тыквы является присутствие в нем гибридов от переопыления между разновидностями тыквы обыкновенной в коллекционных и селекционных питомниках. Выявление подобного типа засорения при грунтконтроле осложняется тем, что основной апробационный признак - форма семенника - у тыкв определяется комплементарным действием генов. В связи с этим нами была исследована возможность выявления гибридов в посевном материале по электрофоретическим спектрам белков семян на основе изучения генетического контроля отдельных компонентов кукурбитина.

Был проведен гибридологический анализ состава субъединиц кукурбитина в гибридной комбинации патиссон Белые 13 х кабачок Грибовские 37. Сорт кабачков Грибовские 37 обладает генотипом, типичным для стародавних сортов. В результате было установлено, что, во-первых, наследование вариабельных компонентов кукурбитина в спектрах сортов Белые 13 и Грибовские 37 осуществляется тремя локусами (А, В и С). Генотипы родительских сортов содержат различные аллельные варианты локусов А, В и С. Во-вторых, аллели одного локуса контролируют отдельные компоненты кукурбитина, различающиеся по молекулярной массе, в отличие от блоков компонентов, выделенных в качестве единицы наследования у проламинов злаков.

Анализ расщепления одновременно по трем кукурбитинкодирующим локусам свидетельствует о том, что они не сцеплены между собой: соотношение 18 классов, обнаруженных в Яг, полностью соответствует теоретически ожидаемому расщеплению (1:2:1):(1:2:1): (3:1) при х2Факт-=12,4, Х2тМР. = 27,6.

Для формализации данных гибридологического анализа нами предложена классификация кукурбитина, позволяющая выражать электрофореграммы в виде формул. Для этого в строку последовательно заносится название белковой системы, буквенное обозначение локуса и порядковый номер идентифицированного компонента, кодируемого соответствующим аллелем. Например, электрофореграмму сорта Грибовские 37 (рис. 12в) можно записать как СЬпА2 В1 С1. В генетических формулах гетерозигот по кукурбитину аллели одного локуса разделяются запятой. Например, формула гибрида от скрещивания Белые 13 х Грибовские 37 (рис. 12в) будет СЬпА1,2 В1,2 С1,0. В сокращенном виде формула сорта Грибовские 37 будет 2.1.1., а упомянутого выше гибрида р1 - 1,2.1,2.1,0.

Возможность идентификации гибридов была продемонстрирована также на комбинации скрещивания, включающей сорт кабачков современной селекции Якорь и патиссон Белые 13. Кроме того, была показана возможность идентификации гибридов еще одного варианта скрещивания: тыква х кабачок (на примере сортов Миндальная 35 х Сотэ 38).

Изучение коллекции сортов тыкв с применением гибридологического анализа, а также методов идентификации аллелей сравнительным анализом электрофореграмм разных биотипов гетерогенного сорта и с использованием эталонного сорта позволило составить каталог аллельных вариантов компонентов кукурбитина, контролируемых локусами СЬп А, СЬп В, СЬп С, СЬп й. По локусам А, С, Р обнаружены пары аллелей, по локусу В - серия, состоящая из 7 множественных аллелей (рис. 14).

1 2

12 3 4 5 8 7

® ш

1 О

Рис. 14. Каталог аллепьных вариантов компонентов электрофоретического спектра кукурбитина, контролируемых локусами Cbn A, Cbn В, Cbn С, Cbn D.

Каталог систематизирует полученные данные по генетическому контролю компонентов кукурбитина, делает возможным предсказание фенотипических классов по кукурбитину при гибридизации.

При анализе характера распределения аллелей кукурбитинкодирующих локусов у сортов различных видов тыкв было установлено, что наибольшая генетическая изменчивость по четырем локусам наблюдается у вида С. pepo - Н=0,116, несколько ниже она у С. moschata - Н=0,056 и С. maxima - Н=0,041. Полученные результаты совпадают с существующией точкой зрения, что тыква обыкновенная является наиболее полиморфной из трех культивируемых в нашей стране видов.

Исследование полиморфизма кукурбитина на внутривидовом уровне показало, что электрофоретические спектры кукурбитина, как правило, сортоспецифичны. Однако при этом выделяются группы сортов, имеющих в генотипе одинаковый набор аллелей кукурбитинкодирующих локусов, различие между подобными образцами выражаются в интенсивности электрофоретически выявляемых компонентов.

Путем параллельной оценки чистосортности партии семян суперэлиты патиссонов Белые 13, выращенной на Симферопольской ОБОС, двумя методами была продемонстрирована высокая эффективность предложенного метода (по электрофоретическим спектрам кукурбитина) по сравнению с традиционно используемым грунтконтролем.

Глава II. Защитные белки

В настоящем разделе диссертации излагаются результаты исследования защитных PR-белков, образующихся в растениях в ответ на инфицирование, для выяснения механизмов устойчивости к патогенам. Цель работы состояла в выявлении и изучении свойств PR-белков у растений рода Nicotiana и Lycopersicon с разными генами устойчивости при вирусной инфекции и перекрестной защите.

1. Обнаружение PR-белков в листьях разных видов табака при вирусной

инфекции

Предварительно было установлено, что механическое повреждение листьев табака индуцирует образование новых белков, Rf которых составили 0,84 и 0,67. Такие растения были использованы в качестве контроля при изучении влияния вирусной инфекции на спектр кислоторастворимых белков листьев. Изучение состава белков листьев гибридного табака Терновского в динамике (на 3, 7, 10 и 14 день после заражения) показало, что содержание PR-белков наибольшее на 10 день после заражения, после чего (на 14 день) их содержание падает, что сопровождается некротизацией листьев. Исследование накопления PR-белков в разных участках ткани зараженного листа, а также в других частях растения показало, что PR-белки

преимущественно накапливаются в непосредственной близости от места инокуляции вирусом. При удалении от места инфицирования их содержание падает: так, на расстоянии 2 см от некроза их содержание падает почти в 2 раза. В верхних неинокулированных листьях РЯ-белки обнаруживаются лишь в следовых количествах. Был проанализирован спектр РЯ-белков у разных видов и сортов табака и выявлена видоспецифичность набора РЯ-белков (табл. 4). Это позволяет использовать их в качестве генетических маркеров как при исследовании происхождения разных видов табака, так и при анализе устойчивости растений табака к вирусным заболеваниям. В то же время межсортовых различий по электрофоретическим спектрам РЯ-белков выявлено не было.

Исследование кислоторастворимых белков листьев табака Терновского при системной реакции на заражение ВОМ-1 показало, что в отличие от других исследованных видов табака, у гибрида РЯ-белки образуются и при системном заражении (табл. 4).

Таблица 5.

РЯ-белки, выявленные у разных видов и сортов МсоНапа при вирусной инфекции

Вид, сорт Ген Реакция на ВТМ PR-белки и их молекулярные массы, кДа

Ьо bi bi b2 Ьз Ь4 b5 bs b?

16 16,6 14 16,2 16 - 34 35 35

N. glutinosa N сверхч. - - +

N. rustica N сверхч. - - - + - - + + +

N. sylvestris N' сверхч. + + - - + - - - -

системн.

N. tabacum сорт Samsun EN N' сверхч. - + - + + + - - -

системн.

N. tabacum сорт Java N' сверхч. - + - + + + - - -

системн.

Гибридный табак N сверхч. - + - + + + + + +

системн.* - + - + + + + + +

•заражение ВОМ-1; сверхч.- сверхчувствительная реакция; системн. - системная реакция.

2. Обнаружение РЯ-белков в листьях томатов при инфекции ВТМ и перекрестной защите

Для выяснения механизмов устойчивости к вирусному заражению изучали РЯ-белки, которые появляются после заражения в растениях с разными генами устойчивости к ВТМ: геном толерантности Тт-1 и генами сверхчувствительности Тт-2 и Тт-22. Хотя гены устойчивости у томатов известны давно, индуцируемые ими защитные реакции практически не изучены. Исследования проводили как на томатах-дифференциаторах, так и на изогенных линиях, различающихся только по генам устойчивости.

В спектрах кислоторастворимых белков, выделенных из ткани зараженных растений после инфицирования соответствующими штаммами ВТМ, обнаружено 4 типа изменений по сравнению с контролем: (1) накопление отдельных полипептидов, (2) уменьшение относительного содержания некоторых полипептидов, (3) появление новых полипептидов, (4) исчезновение определенных полипептидов. Во всех случаях в зараженных ВТМ растениях в листьях с явными симптомами заболевания появляется

вирус-специфический белок - белок оболочки вируса с молекулярной массой 17,4 кДа. На рис. 15 представлены результаты электрофоретического разделения белков листьев растений томатов I группы, содержащих ген толерантности Тт-1, при заражении разными штаммами ВТМ.

Исследования спектров РР-белков показали, что заражение разными штаммами ВТМ как в томатах-дифференциаторах, так и в изогенных линиях томатов приводит к изменениям белкового состава листьев, причем наибольшие изменения наблюдаются через 2 недели после заражения и лишь в растениях с явными симптомами заболевания. Они могут быть связаны, с одной стороны, с развитием патофизиологического процесса, в пользу чего свидетельствует корреляции между изменениями в белках и тяжестью заболевания, а с другой, следствием развития приобретенной устойчивости.

I 2 3 4 5 S 7 S 9 10 II 12

I II О Ш

Рис. 15. Электрофореграммы кислоторастворимых белков листьев томатов при инфекции ВТМ (13%-ный ПААГ, 0,1% ДДС-Na). I, II, 0, III - группы томатов, M - белки-маркеры, 1, 4, 7, 10 - здоровые растения томатов: 2 - I/I, 3 - I/O, 5 - И/2, 6 - II/I, 8 - 0/0, 9 - 0/V-69, II - III/N22, 12 - III/2 (первая цифра - группа томатов, вторая - группа штаммов ВТМ).

Отсутствие каких-либо видимых изменений в спектре кислоторастворимых белков в устойчивых растениях при заражении их непробивающими устойчивость штаммами ВТМ, на наш взгляд, связано с тем, что блокировка инфекции происходит в относительно небольшом числе первично инфицированных клеток. Изменений в спектре белков не было обнаружено не только в случае наличия в генотипе одного из генов устойчивости, но и в линиях, содержащих одновременно оба гена: толерантности (Тт-1) и сверхчувствительности (Тт-22).

Наиболее характерной особенностью развития инфекционного процесса в растениях томатов всех генотипов, зараженных пробивающими данный тип устойчивости штаммами ВТМ и при перекрестной защите, является появление в спектрах кислоторастворимых белков нового полипептида с молекулярной массой 15 кДа и названного Р15. Поскольку белок Р15 был обнаружен в томатах всех исследованных генотипов, его образование, по-видимому, не связано с генами устойчивости. При развитии мозаичного заболевания у томатов всех генотипов, помимо белка Р15, было отмечено увеличение синтеза двух других PR-белков - Р79 и Р31. Как и в случае белка Р15, синтез этих полипептидов, по всей видимости, не связан с генами устойчивости. Вероятно, белок Р79 является щелочной эндопротеиназой, идентифицированной в томатах (Vera, Conejero, 1988), а белок Р31 - хитиназой (Joosten, de Wit, 1989).

Помимо белков, которые появляются в растениях томатов различного генотипа в ответ на инфицирование, нами выявлены и специфические белки, индукция которых связана с генами устойчивости и отражает различия в механизмах устойчивости. Эти белки могут быть использованы в качестве маркеров в генетических исследованиях и селекционном процессе.

Были также исследованы изменения в спектре кислоторастворимых белков при перекрестной защите, заключающейся в том, что заражение растений алатогенным штаммом вируса предохраняет растение от последующей инфекции родственным штаммом того же вируса.

Поскольку одна из гипотез предполагала участие PR-белков в возникновении приобретенной устойчивости, были исследованы спектры кислоторастворимых белков при перекрестной защите. Анализировали кислоторастворимые белки растений О группы томатов, которые сначала заражали аттенуированным штаммом ВТМ V-69, а через 3 недели - резким штаммом R, который вызывает у растений зеленую мозаику. В качестве контролей использовали растения, зараженные отдельно штаммом V-69 и R штаммом ВТМ, соответственно, а также здоровые растения того же возраста.

При последовательном заражении томатов двумя штаммами ВТМ-аттенуированным V-69 и резким R - симптомы заболевания не развивались. При этом концентрация ВТМ в обоих случаях была сходной: 2,20 мкг/г в варианте 0/V-69 и 2,50 мкг/г в варианте 0/R. Таким образом, при перекрестной защите подавлено развитие симптомов заболевания. Это коррелирует с изменением содержания ряда белков: увеличивается содержание полипептидов с молекулярными массами 15 кДа (Р15) и 31 кДа (Р31), в то время как относительное содержание других белков с молекулярными массами 14, 14,5, 16,5, 17, 22, 23, 30, 36, 43 кДа уменьшается. Полученные нами данные позволяют предположить, что белки Р15 и Р31 участвуют в механизмах приобретенной устойчивости, а снижение экспрессии ряда белков приводит к подавлению развития симптомов мозаичного заболевания.

Поскольку во всех случаях заражения пробивающими устойчивость штаммами ВТМ в томатах разных генотипов появлялся белок с молекулярной массой 15 кДа, обозначенный Р15, этот белок был выделен и определен его аминокислотный состав. Полученные результаты свидетельствовали о том, что белок Р15 соответствует белку Р14, описанному Камачо и Сэнгером в восприимчивых растениях томатов при вирусной, грибной и вироидной инфекциях (Camacho, Sänger, 1982, 1984).

3. Структурно-функциональное исследование хлоропластов томатов с различными генами устойчивости к ВТМ при заражении разными штаммами вируса

Исследование структурно-функциональных характеристик хлоропластов растений томатов, несущих различные гены устойчивости к ВТМ, при вирусной инфекции показало, что в мозаичных растениях существенно подавлена активность фотосистемы II и транскрипционная активность хлоропластов. Подавление транскрипции хлоропластных генов при заражении резкими штаммами ВТМ происходит независимо от генотипа, однако оно выражено слабее в генотипах с генами устойчивости. В случае системного некроза функционирование хлоропластов нарушено в меньшей степени: активность фотосистемы II уменьшается на -10%, а транскрипционная активность хлоропластов - на 20%. Одновременно с этим в растворимой фракции обнаружен ряд новых белков. При заражении аттенуированным штаммом V-69, хотя симптомы заболевания не развиваются, в хлороппастах происходят определенные структурно-функциональные изменения, однако, они проявляются слабее, чем при заражении резкими штаммами ВТМ.

4. Обнаружение интерфероноподобных белков в листьях томатов

Изучив Р1Ч-белки, синтезирующиеся в растениях в ответ на вирусную инфекцию и представляющие собой важнейшие компоненты защитной системы растений, представляло интерес выяснить, существует ли в растениях система защиты, связанная с синтезом интерфероноподобных белков, поскольку этот механизм защиты широко распространен у животных. В связи с этим, был проведен поиск интерфероноподобных белков в растениях томатов с различными генами устойчивости к ВТМ с использованием иммунобпоттинга с антителами к р-интерферону человека.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что среди кислоторастворимых белков листьев томатов различного генотипа выявляются три белка в низкомолекулярной области спектра, иммунологически сходных с 0-интерфероном человека. Один из них практически совпадает по электрофоретической подвижности с Р-интерфероном человека, два других обладают несколько большей молекулярной массой. Заметное увеличение содержания интерфероноподобных белков наблюдалось в томатах с геном сверхчувствительности Тт-2г при инфицировании растений штаммом Ы22, вызывающим системный некроз. У растений с геном толерантности Тт-1 не происходит индукции интерфероноподобного механизма противовирусной защиты. Результаты настоящей работы свидетельствуют о том, что одним из сходных защитных механизмов растений и животных является индуцированное вирусной инфекцией образование антивирусных интерфероноподобных веществ.

5. Исследование трансгенных растений табака, экспрессирующих двунитевую РНК

Помимо РИ-белков - компонентов врожденной иммунной системы растений, нами были исследованы белки растений при индуцированной устойчивости - в трансгенных растениях табака, экспрессирующих двунитевую РНК (днРНК).

В качестве объекта исследования были использованы трансгенные растения табака, стабильно сохраняющие в течение 3-х поколений конструкцию, несущую экспрессируемую последовательность бактериального происхоиодения (фрагмент гена устойчивости к тетрациклину) в виде протяженного инвертированного повтора. Данная конструкция обеспечивает синтез в трансгенных растениях РНК, имеющую шпилечную, двунитевую структуру (Смирнов и др., 1993).

Была исследована устойчивость трансгенных растений табака поколения Т2, устойчивых к канамицину, к штаммам ВТМ, различающимся по степени патогенности. Было установлено, что хотя здоровые трансгенные и нетрансгенные растения табака не различаются фенотипически, у трансгенных зараженных растений наблюдались задержка в сроках развития симптомов, а также изменения в характере симптомов. Степень развития мозаичных симптомов у трансгенных растений табака была слабее, чем у нетрансгенных растений. Полученные результаты свидетельствовали об увеличении устойчивости к заражению ВТМ трансгенных растений табака, экспрессирующих двунитевую РНК. При этом реакция на разные штаммы была различной.

Электрофоретический анализ белков листьев здоровых нетрансгенных и трансгенных растений в денатурирующих условиях не выявил различий в электрофоретических спектрах. В трансгенных зараженных растениях было снижено содержание белка оболочки вируса (17,6 кДа) по сравнению с нетрансгенными растениями, что свидетельствовало о меньшем накоплении вируса и коррелировало с повышением устойчивости к ВТМ. Одновременно при заражении трансгенных растений штаммом N2 , было обнаружено два новых белка, молекулярные массы которых

составили 25 и 30 кДа, обозначенные нами Р25 и РЗО. Структурный анализ белка РЗО выявил гомологию с ксилоглюкан-эндо-1,4-[5-0-глюканазой томата и глюкан-эндо-1,3-|3-глюкозидазой сои. Белки, обладавшие гомологией с исследованными полипептидами, относятся к одному функциональному семейству растительных (3-эндоглюканаз. Эти ферменты связаны с метаболизмом углеводных компонентов клеточной стенки: гидролизом О-гликозидной связи в различных полисахаридах, что приводит к расщеплению сложных полимеров на фрагменты и образованию различных олигосахаридов.

Полученные данные позволяют предположить, что индуцированный инфекцией в трансгенных растениях белок с молекулярной массой 30 кДа является новым представителем семейства ¡3-эндоглюканаз, в регуляции экспрессии которого участвует днРНК. По всей видимости, активация синтеза этого белка зависит не только от присутствия днРНК, но требует дополнительно некоторого вирусного фактора. Это говорит в пользу участия этого белка в защите или патогенезе.

6. Исследование антимикробных пептидов пшеницы ТгШсит кШагае його^ е1

М1диэсЬ.

Важнейшей группой защитных полипептидов, относящихся к группе РЯ-белков, являются антимикробные пептиды. Хотя к началу настоящего исследования они были выделены из ряда растений, многие аспекты, касающиеся их молекулярного полиморфизма у отдельных видов растений, специфичности в отношении отдельных групп патогенов, механизма действия, структуры генов и регуляции их экспрессии оставались мало изученными. В связи с этим был проведен систематический анализ катионных АМП зерновок пшеницы вида ТгШсит кШагае його! е! МщиБсИ., которая представляет собой синтетический аллополиплоид, полученный от скрещивания ТгШсит йторЬеечн с АедИор$ 1аи5сЬИ, обладающий повышенной устойчивостью к патогенам. К началу наших исследований сведения об АМП пшеницы этого вида отсутствовали.

6.1. Выделение и характеристика антимикробных пептидов вида Т. kiharae

Была разработана методика выделения АМП из этого вида растения, сочетающая в себе различные виды ВЭЖХ (аффинную, эксклюзионную и обращенно-фазовую) с масс-спектрометрией, секвенированием аминокислотных последовательностей и испытаниями биологической активности. В результате из пшеницы Т. kiharae было выделено 24 новых пептида. На основе гомологии аминокислотных последовательностей и цистеинового мотива, характерного для каждого семейства растительных АМП, все полученные пептиды были отнесены к известным семействам: дефензинов, тионинов, гевеиноподобных пептидов, ноттиноподобных пептидов и липид-переносящих белков. Кроме того, нами впервые было обнаружено новое семейство глицин-богатых пептидов, а также семейство 4-Cys пептидов, гомологов 4Суз-пептида кукурузы МВР-1 (Duvick el al., 1992). Обнаружены также новые структурные типы дефензинов и гевеиноподобных пептидов.

На рис. 16 приведены различные стадии очистки АМП семян пшеницы Т. kiharae. Выделенные пептиды были охарактеризованы по молекулярным массам, аминокислотным последовательностям и биологической активности в отношении важнейших фитопатогенных грибов и бактерий.

I. 100 mMNaCI fraction

И. 500-mM NaCl fraction

А В

Рис. 16. Выделение АМП из семян Т. kiharae . I. 100-мМ фракция; II. 500-мМ фракция; (а) эксклюзионная ВЭЖХ на колонке Superdex HR 10/30, отмечены границы объединения фракций А-Е. ОФ-ВЭЖХ фракций С (b), D (с) и Е (d).

6.2. Гпицин-богатые пептиды

Новые глицин-богатые пептиды, выделенные из семян пшеницы, приведены в табл. 6.

Таблица 6.

Глицин-богатые пептиды пшеницы Г. Шагае*

Пептид Ы-концевая аминокислотная

последовательность

ТК-АМР-С! ссвсавссунсоассвурон20

Тк - АМР - в2 ССССАСССУРвЕЮСОаУРСШСбСССССУРСШ

сосссссссоасасвсс50

Тк-АМР-вЗ ССУРОССССв10 Тк-АМР -в4 СОУРаОССАО10 Тк-АМР-в5 СвСССХвУ8

Тк-АМР-вб НШООПОАШШ Тк-АМР-в7 ННОСССНСНОБК Тк-АМР-вЭ ХСХСОСС1«ЗСе¥РСЕС16 'Повторяющиеся аминокислотные мотивы выделены жирным шрифтом.

Мол . масса, Да 4294 4375

4668 4750 4844 49X7 4360 4603 4285

Для большинства из них показано отсутствие остатков цистеина в молекуле. Для этих пептидов, помимо высокого содержания глицина, характерно наличие повторяющихся олигопептидных мотивов, наличие которых отражает происхождение кодирующих их генов путем многократных дупликаций предкового гена.

6.3. Дефензины Т. kiharae

В семенах Т. kiharae нами были частично охарактеризованы 11 дефензинов, которые по гомологии N-концевых последовательностей были подразделены на 3 структурные группы: Tk-AMP-D (группа I), Тк-АМР-у1, Тк-АМР-у2, Тк-АМР-уЗ (группа II), Тк-АМР-ш2 и Тк-АМР-ыЗ (группа III). Большинство из них (пептиды Tk-AMP-D) являются новыми, ранее не описанными, и представляют собой новый подкласс дефензинов пшеницы - дефензины группы I. Были установлены полные

аминокислотные последовательности й дефензинов Т. кНпагае, а также родственных пшенице видов родов ТгШсит и АедИорз, которые рассматриваются как доноры геномов полиплоидных пшениц (табл. 7).

Таблица 7.

Аминокислотные последовательности дефензинов Т. к/Ьагае и Т. топососсит

Пептид

Аминокислотная последовательность"

Tk-AMP-D 1

Tm-AMP-Dl.2

Tk-AMP-D2

Tk-AMP-D 1.1

Tk-AMP-D5

Tk-AMP-D6

Tk-AMP-D6.1

Tk-AMP-D3

Tk-AMP-D4

Консенсусная

последовательность

rtcqsqshkfkgacfsdtncgsvcrtenfprgqcnqhhverkcycerdc rtcqsqshkfkgacfsdtncasvcrtenfprgqcnqhhverkcycerdc rtcesqshkfkgpcfsd¡¡ncatvcrtenfprgqcnqhhverkcycerí¡c rdcesishkfhgacfsdtncanvcqtegftagkcvg - - vqrhchctkdc recrsfskkfvglcvsdtncasvclterfpggkcdg--y-rrcfctkdc rdcrsqsktfvglcvsdtncasvcltehfpggkcdg- -y-rrcfctkdc recrsqskqfvglcvsdtncasvcltehfpggkcdg--y-rrcfctkdc

rdcks|shkfhgacfsdtncakvcqtegftrgkcdg--x--hchcikdc rdctsqshkfvglclsd|ncasvclteyftggkcd-h---rrcvctk|c

R-C-S-Sb-F-GhChSD-NC- -VC-TE-F - -G-C-------bChC-b-C

В табл. 7 аминокислотные остатки, различающиеся у всех или некоторых последовательностей, выделены, соответственно, светло- и темносерым цветом. В нижней строке приведена консенсусная последовательность, в которой консервативные остатки цистеина и некоторых других аминокислот выделены жирным шрифтом. "Ь" и "Ь" обозначают гидрофобные и основные аминокислоты, соответственно.

Сравнение аминокислотных последовательностей й дефензинов с дефензинами других злаков по программе С1иэ1а1 УУ (рис. 17) выявило наибольшую гомологию с ТАй1, дефензиноподобным пептидом, экспрессирующимся в пшенице при холодовой адаптации (Коеке е! а!., 2002).

Растение

Дефензин

Аминокислотная последовательность

Triticum kiharae Tk-AMP-D1 rtcqsqshkfkgacfsdtncdsvcrt~e--nfprgqcnqhhverkcycerdc- 49 Triticumkiharae Tk-AMP-Dl.2 rtcqsqshkfkgacfsdtncasvcrt-e--nfprgqcnqhhverkcycerdc- 49 Triticum kiharae Tk-AMP-D2 rtcesqshkfkgpcfsdsncatvcrt-e--nfprgqcnqhhverkcycersc- 49 Triticum aestivumf TAD1 rtclsqshkfkgtclsnsncaavcrt-e--nfpdgecnthlverkcyckrtc- 49 Triticum kiharae Tk-AMP-D3 rdcksdshkfhgacfsdtncanvcqt-e--gftrgkcdg--i--hchcikdc- 45 Triticum kiharae Tk-AMP-D1.1 rdcesdshkfhgacfsdtncanvcqt-e--gftagkcvgvq--rhchctkdc- 47 Triticum kiharae Tk-AMP-D6 rdcrsqsktfvglcvsdtncasvclt-e--hfpggkcdg--y-rrcfctkdc- 46 Triticum kiharae Tk-AMP-D6.1 recrsqskqfvglcvsdtncasvclt-e--hfpggkcdg--y-rrcfctkdc- 46 Triticum kiharae Tk-AMP-D5 recrseskkfvglcvsdtncasvclt-e- -rfpggkcdg--y-rrcfctkdc- 46 Triticum kiharae Tk-AMP-D4 rdctsqshkfvglclsdrncasvclt-e--yftggkcd-h---rrcvctkgc- 4s Zea mays \1-Z rvcrrrsagfkgvcmsdhmcaqvclq-e--gygggncdg-im-rqckcxrqc- 47

Sorghum bicolor SI-1 rvcmgksqhhsfpcis||^®íSkee-ggwtagychlr-y---crcqkac- 47

Sorghum bicolor SI-3 rvcrrrsagfkglcmsdhncaqvclq-e--gwgggncdg-vi-rqckcirqc- 47

Sorghum bicolor SI-2 rvcmgksagfkglcmrdqncaqvclq-e— gwgggncdg-vm-rqckcirqcw 48

Hordeum vulgare y1-h rícrrrsagfkgpcvsBMM|Í|MM|--gwgbíSdgp-l-rrckcmrrc- 47 Triticum turgidum y1-P kx;cei®sagfkgpcms|HHHBw"-gwg^^dgp-f-rrckcirqc- 47 Triticum turgidum \2-P kvcrqrsagfkgpcvsdkncaqvclq-e--gwgggncdgp-f-rrckcirqc- 47 Zea mays \2-Z rvcmgksqhhsfpcxsdrlcsnecvk-edggwtagychlr-y—crcqkac- 47

Raphanus sativum Rs-AFP2 qklcqrpsgtwsgvcgn

iek--arhgscmyvfpahkcicyfpc- 51

Рис. 17. Аминокислотные последовательности некоторых дефензинов растений. '"Последовательность установлена по структуре гена. Элементы вторичной структуры отмечены темно-серым (а-спирали) и серым (ß-тяжи) (Lay, Anderson, 2005).

Тк-ДМР-01 ГК-ДМР-01.2 Тк-АМР-02 Tad1

помч» памр-01.1 тмин»

ТК-АМР-ОЫ Тк-АМР-М Tk-flMP-D4 gamma-l-ZeattUn SU ibcolor SI-2 ibWw gamma-1-HordoHilonit? Bamma-IPurottnonin 8aimi3.2.Purptliionin отеда-НокМмяп gamiTU-Zieathioiim Protease 0 B<™ Deiensin O.atv»

Рис. 18. Филогенетическое древо, отражающее эволюционные связи между дефензинами представителями семейства злаковых.

6.4. Локализация детерминант антифунгальной активности в молекулах

дефензинов

Для локализация детерминант антифунгальной активности в молекулах дефензинов злаков было проведено сравнение аминокислотных последовательностей дефензинов пшеницы Tk-AMP-D1 и Tk-AMP-D6, обладающих низкой антифунгальной активностью к ряду фитопатогенов (A. consortiaie, В. cinerea, Н. sativum, F. culmorum, С. gramiriicola и D. mayáis) с дефензином ежовника обыкновенного Echinochloa crusgalli (L.) Beauv., обладающим высокой ингибирующей активностью по отношению к этим патогенам. Дефензины ежовника и пшеницы обладают высокой гомологией первичной структуры, особенно в N-концевой области молекулы (остатки 1-27), которая достигает 85%. Таким образом, можно предположить, что различия в антифунгальной активности между дефензинами Tk-AMP-D1 Т. kiharae и Ec-AMP-D1 Е. crusgalli связаны с различиями в аминокислотной последовательности в С-концевой области молекул.

Выявленная нами высокая гомология дефензинов в N-концевой области молекул свидетельствует о значительном консерватизме этого участка в эволюции, который сохранился почти неизменным после дивергенции триб Paniceae (£. crusgalli) и Triliceae (Т. kiharae). Вероятно, консерватизм этой части молекул дефензинов связан с какими-то общими жизненно важными функциями (например, структурной), в то время как С-концевой участок молекул отвечает за функциональную специфичность.

6.5. Дефензины видов Tríticum и Aegilops

Помимо дефензинов Т. kiharae, были выделены и охарактеризованы также дефензины диплоидных видов родов Tríticum и Aegilops, предполагаемых доноров А, В и D геномов. Было установлено, что структура D дефензинов высоко консервативна в эволюции. Кроме того, набор дефензинов у исследованных видов специфичен: каждый из них содержит лишь некоторые дефензины, обнаруженные у гексаппоидной пшеницы (табл. 7). В результате была определена локализация генов, кодирующих дефензины, в геномах полиплоидной пшеницы. Сходство в наборе дефензинов у устойчивых (Г. kiharae) и восприимчивых форм пшеницы (Т. aestivum сорта Хакасская и Родина) свидетельствует о том, что различие в устойчивости, по всей видимости, связано с уровнем экспрессии генов дефензинов.

Таблица 8.

Состав дефензинов в семенах Т. МЬагае и родственных видов

Вид Геномный состав 01 01.1 01.2 02 03 03 1 04 05 06 06.

Т. топососсит - + + - - + + - -

Ае. $реНо1с1е5 ВВ - - - + + - - - +

Ае. tauschii 00 - - - + + - - + -

Т. НторЬееуЦ АЬАЬСС + - - + - + + - +

Т. тИШпае АйАьОС - - + + - + + - +

Т. авв^ит сорт АиАиВВОО + + + + + + + +

Родина

Т. аез^ит сорт АиАиВВОО + + + + + + + +

Хакасская А^СОР

Т. кИпагае + + - + + + + + +

6.6. Исследование нового структурного типа Ю-Сув гевеиноподобного пептида №АМР Т. МЬагае

Из пшеницы были выделены и просеквенированы новые гевеиноподобные пептиды \Л/АМР-1а и \Л/АМР-1Ь, различающиеся по наличию дополнительного С-концевого остатка аргинина у \ZVAMP-1b (рис. 19).

\Л/АМР-1а и \ZVAMP-1b представляют собой новый структурный тип АМП. Они обладают гомологией с гевеиноподобными АМП, однако в их молекулах содержится 10 остатков цистеина, расположенных уникальным образом, поэтому их можно отнести к новому структурному типу Ю-Суэ гевеиноподобных пептидов с новым цистеиновым мотивом (рис. 19). Обращает на себя внимание сходство пептидов \Л/АМР с хитин-связывающими доменами хитиназ класса 1 (рис. 19). Другой особенностью новых пептидов является замена консервативного остатка серина на глицин в углеводсвязывающем сайте, хотя способность связываться с хитином сохраняется.

А. 1Л'АГ."Р-1Ь и хитин-связывающий домен хитиназ класса I

Б. Пептиды гевеинового типа

В. Расположение Э-в-связей в пептидах гевеинового типа

Ее-СВР

(---------------1----, :

.. .....|......|с- ■ • -С.С.С.

■«АМР ______________Л

Рис. 19. Сравнение аминокислотных последовательностей пептидов УУАМР с некоторыми гевеиноподобными АМП и хитин-связывающими доменами хитиназ класса I. Консервативные остатки цистеина выделены черным, идентичные остатки и консервативные замены выделены серым цветом.

Консервативные остатки углевод-связывающего сайта отмечены звездочками, как и остаток глицина, заменяющий консервативный остаток серина в хитин-связывающем сайте.

Исходя из гомологии с гевеином, мы предположили существование следующих дисульфидных связей в пептидах WAMP: Cys4-Cys19, Cys13-Cys25, Cys18-Cys32, Cys37-Cys41. Дополнительная пятая дисульфидная связь образована между Cys16 и Cys44. Такое расположение дисульфидных связей подтверждается рентгеноструктурным анализом хитиназы класса 1 риса (Kezuka, Nishizawa, Watanabe, Nonaka, accession number 2DKV_A).

6.7. Получениерекомбинантного пептида WAMP-1a

Для того чтобы получить достаточное количество пептида WAMP-1a для функциональных исследований,' была проведена гетерологичная экспрессия синтетического гена этого пептида в клетках Е. coli. Целевой пептид экспрессировали в составе гибридного белка с тиоредоксином, поскольку было известно, что в этом случае достигается высокий выход целевого пептида в нативной конформации. Используя данные по аминокислотной последовательности пептида WAMP-1a, из синтетических олигонуклеотидов методом ПЦР был сконструирован ген, кодирующий этот пептид. Этот ген был клонирован в экспрессионный вектор рЕТ-32Ь и образовавшаяся плазмида (pET-32-M-WAMP-1a) была использована для трансформации клеток Е. coli BL21(DE3). Образование гибридного белка Trx- WAMP-1a и его очистку контролировали с помощью электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии ДДС-Na (рис. 20). Химерный белок обрабатывали бромцианом, и рекомбинантный пептид WAMP-1a очищали путем ОФ-ВЭЖХ (рис. 20). Рекомбинантный пептид обладал тем же временем удерживания на колонке, что и нативный WAMP-1a при ОФ-ВЭЖХ и имел ту же N-концевую аминокислотную последовательность. Его молекулярная масса, измеренная методом MALDI-TOF MS, также совпадала с массой нативного пептида. Выход очищенного рекомбинантного пептида WAMP-1a составил около 8 мгУл культуры.

Рис. 20. Экспрессия и очистка гибридного белка Trx- WAMP-1a. ОФ-ВЭЖХ продуктов расщепления гибридного белка Trx-WAMP-1a бромцианом. Фракция,

соответствующая WAMP-1a, отмечена стрелкой. На вставке - экспрессия и очистка гибридного белка Trx-WAMP-1a по данным электрофореза в ДДС-ПААГе (10%). (1) маркеры молекулярных масс, (2) лизат клеток Е. coli BL21(DE3) с плазмидой рЕТ-32Ь-М-WAMP-1a, до обработки IPTG, (3) после обработки 0,2 мМ IPTG, (4) растворимая фракция белков, (5) очищенный гибридный белок.

6.8. Антимикробная активность рекомбинантного пептида IУАМР-1а

Определение биологической активности пептида в отношении ряда грибов, включая дейтеромицеты и аскомицеты, выявило существенное ингибирование прорастания спор при микромолярных концентрациях пептида, Ю50 варьировала от 5 до 30 мкг/мл в зависимости от гриба.

Пептид также обладал способностью ингибировать рост фитопатогенных грамположительных (С. тюШдапепзе) и грамотрицательных (Р. эуппдае и Е.

сагМоуога) бактерий. В случае грамположительных бактерий эффект был более выраженным. Антифунгальные свойства пептида УУАМР-1а, по всей видимости, связаны с его хитинсвязывающей активностью, в то время как активность в отношении оомицета Р/?. Ме^апэ и бактерий, которые лишены хитина, обусловлена каким-то иным механизмом.

6.9. Установление структуры предшественника пептида \ZVAMP-1a

Была установлена полная нуклеотидная последовательность мРНК, кодирующей пептид \Л/АМР-1а. Методом 3'- и 5'-Р?АСЕ с использованием вырожденных праймеров, подобранных по аминокислотной последовательности пептида УУАМР-1а была определена последовательность его кДНК длиной в 670 нуклеотидов (рис. 21).

ggaggaggcaccaagatcatgaagccacacatgtccgctacggtactgag agccccgagggtggcggccatcctcctggccgtggtcctggcggcggtgc tcgccacggccgtgaacggcgcccagaggtgcggcgaccaggcccgcggc gcaaagtgccccaactgcctctgctgcggtaaatacggcttctgcggcag tggcgacgcctactgcggcgccggcagctgccagagccagtgccgcggct gccgggacgacgtcgtggggcaggcgttgccggccgaaccgggttctaca адад^а^дсддсд^^сддсдЬсддссадддда^ааас^да^дс tacaaccggaggcccttgaacggctgggctcgcgtcgcagtgaagacggc cggtgactacatagagcgtgagccctggacgaataatctcgacaagtact agtatgtgaaaaaaataaatggacgaatgatttcccatttgtcttgtctt atcgtgcatcagcatctttttgtcttcaataagaaatgggacagagaact tgggtctagccagccggtggtaaagacctcctgaaggggtgtgttaattt cgtcaatatttagagctctgcaattcagtctttaatatacatttgaaaaa аааааааааааааааааааа

Рис. 21. Нуклеотидная последовательность кДНК пептида \Л/АМР-1а. Кодоны инициации и терминации трансляции выделены жирным шрифтом.

Оказалось, что структура экспрессируемого предшественника (препропептида) состоит из сигнального пептида и зрелой части, которая включает последовательность зрелого пептида и С-концевой продомен:

MKPHMSATVLRAPRVAAILLAWLAAVLATAтаGAQRCGD^ARGAKCPNCLCCGKYGFCGSGDAYCGA бЗСОеОСНОСКРРУУСОАЬРАЕРСЗТКАТААВВАЭАНОЬИЬТАТТООР

Установлено, что, помимо изучаемого пептида \Л/АМР-1а, в пшенице экспрессируется мРНК двух высокогомологичных ему пептидов сходной структуры, отличающихся от него заменой А1а34 на 1уэ34 в зрелой части.

6.10. Влияние биотических и абиотических факторов на экспрессию гена

\МАМР-1а

Была исследована регуляция экспрессии гена пептида У/АМР-1а стрессовыми факторами среды. Для оценки уровня экспрессии мРНК в ответ на стрессовые воздействия биотической и абиотической природы использовали метод полуколичественной ОТ-ПЦР. Биотический стресс создавали воздействием грибных патогенов при инфицировании ими прорастающих семян пшеницы. Для изучения воздействия абиотического стресса были выбраны температурный и солевой стресс разной интенсивности. При изучении воздействия температурного стресса

достоверных различий обнаружено не было ни в случае гипотермического стресса, ни при воздействии повышенной температуры.

А м 34 36 м 40 циклов В 22 цикла 24 цикла м

■ - К ш л «МММ т т

_ mm шш Й 100 Тс 100 200 К 100 200

200

штщ

Рис. 22. Результаты ОТ-ПЦР эксперимента по изучению влияния солевого стресса на экспрессию мРНК пептида УУАМР-1а. А - амплификация кДНКс праймерами к гену \VAMP-1a, ; В - амплификация с праймерами кбАРОН, контроль количества кДНК в пробах . К- контрольный образец без стрессового воздействия, 100 - образец, прораставший в ЮОмМ р-ре ЫаС1, 200 - прораставший в 200 мМ р-ре №С1.

При изучении воздействия солевого стресса было выявлено значительное увеличение экспрессии мРНК пептида WAMP-1a (рис. 22). Под действием соли количество транскриптов изучаемого гена возрастает в 4,3 - 5,7 раза, зависимость от концентрации NaCI не выражена.

При изучении воздействия биотического стресса было установлено, что грибные патогены оказывают различное действие на экспрессию мРНК пептида WAMP-1a. При заражении зерновок непатогенным для пшеницы грибом A. niger не наблюдалось достоверных различий в уровне экспрессии между опытным и контрольным образцом. При заражении патогенными грибами F. oxysporum происходило достоверное увеличение уровня экспрессии мРНК пептида WAMP-1a. Максимальный уровень увеличения экспрессии, наблюдавшийся у зараженных растений по сравнению с контрольной группой, состоял в 5-кратном усилении экспрессии.

При изучении воздействия биотического стресса было установлено, что грибные патогены оказывают дифференцированное действие на экспрессию мРНК пептида WAMP-1a. При заражении зерновок непатогенным для пшеницы грибом A. niger не наблюдалось достоверных различий в уровне экспрессии между опытным и контрольным образцом. При заражении патогенными грибами F. oxysporum происходило достоверное увеличение уровня экспрессии мРНК пептида WAMP-1a. Максимальный уровень увеличения экспрессии, наблюдавшийся у зараженных растений по сравнению с контрольной группой, состоял в 5-кратном усилении экспрессии. Различия между контрольным образцом и образцами, пораженными F. graminearum и Н. sativum, не были достоверными.

Полученные нами данные о том, что синтез WAMP-1a при нормальных условиях вегетации осуществляется в 5-дневных проростках, свидетельствует о его роли на ранних стадиях развития растения, а накопление этого пептида при действии патогенов и в условиях солевого стресса дает основание предполагать его участие в устойчивости к биотическому и абиотическому стрессу.

6.11.4-Cys пептиды

Помимо дефензинов из семян Т. kiharae нами было выделено 2 новых АМП, названных Тк-АМР-Х1 и Тк-АМР-Х2, содержащих по 4 остатка цистеина в молекуле. С помощью масс-спектрометрии были установлены точные молекулярные массы этих пептидов: 3517 и 3857 Да, соответственно и определены их полные аминокислотные последовательности.

Tk-AMP-X1 1TDDRCERMCQHYHDRREKKQCMKGCRYGESD31 Тк-АМР-Х2 1ADDRCERMCQRYHDRREKKQCMKRCRYG28

Было установлено, что остатки цистеина в этих пептидах соединены следующим образом: Cys5-Cys25 и Cys9-Cys21.

Сравнение аминокислотных последовательностей пептидов Тк-АМР-Х1 и Тк-АМР-Х2 показало, что выделенные пептиды обладают высокой гомологией. Установлено, что они ингибируют прорастание спор некоторых фитопатогенных грибов (F. graminearum, F. verticiilioides, С. graminicola и D. maydis) in vitro, действуя в микромолярных концентрациях (табл. 9).

Таблица 9.

Антифунгальные свойства пептидов Тк-АМР-Х1 и Тк-АМР-Х2*

Пептид Tk-AMP-X1 Tk-AMP-X2

Fusarium qraminearum 7,5 7,5

Fusarium verticillioides 15 10

Diplodia maydis 30 17

'Приведены значения IC50, мкМ

Подводя итог исследованию молекулярного полиморфизма антимикробных пептидов пшеницы, следует особо отметить, что в этом виде присутствуют практически все известные у растений семейства АМП: тионины, дефензины, ноттиноподобные пептиды и липид-переносящие белки. Кроме ранее известных семейств, нами были обнаружены новые семейства, ранее не описанные у растений. Так, было открыто новое семейство глицин-богатых пептидов, семейство 4-Cys пептидов, новое подсемейство D дефензинов и новый структурный тип гевеиноподобных пептидов. Полученные нами результаты значительно расширяют существующие представления о чрезвычайном структурном многообразии молекулярных компонентов защитной системы злаков.

Представляло интерес выяснить, является ли высокий молекулярный полиморфизм характерным лишь для злаковых, либо он присущ также другим видам растений. Для решения этого вопроса были исследованы антимикробные полипептиды у представителя двудольных растений семейства Asteraceae - одуванчика лекарственного Taraxacum officinale.

Исследование полипептидов семян Taraxacum officinale, обладающих антифунгальной активностью, показало, что в отличие от Т. kiharae, основными детерминантами антифунгальной активности полипептидной природы в семенах Т. officinale являются не АМП, а запасные 2S альбумины, представленные несколькими изоформами, каждая из которых состоит из двух субъединиц, соединенных двумя дисульфидными связями. Установлено, что эти белки способны подавлять рост ряда фитопатогенных грибов и оомицета Ph. infestans в микромолярных концентрациях, причем изоформы различаются по активности. Эти результаты свидетельствуют о многообразии и видоспецифичности защитного арсенала растений.

выводы

1. Разработана методология разделения и очистки запасных и защитных белков растений, позволяющая проводить структурно-функциональный анализ мономерных и полимерных проламинов (сем. Роасеае), 2S альбуминов (сем. Asteraceae), глобулинов (сем. Cucurbitaceae), PR-белков (сем. Solanaceae) и антимикробных пептидов (сем. Роасеае).

2. Впервые у гексаплоидной пшеницы Triticum aestivum проведено определение и сравнение N-концевых аминокислотных последовательностей глиадинов, кодируемых одним кластером генов (1D1 и 1В1), а также кластерами гомеологичных хромосом (D и В). Установлено, что компоненты одного кластера, локализованного на коротком плече хромосомы 1D (блок 1D1 у пшеницы Безостая 1) и хромосомы 1В (блок 1В1), существенно различаются по N-концевым аминокислотным последовательностям. У ц>-глиадинов выявлено существование трех типов N-концевых аминокислотных последовательностей и показано, что N-концевые аминокислотные последовательности си-глиадинов, кодируемых геномом D, значительно дивергировали от последовательностей ш-глиадинов генома В. В то же время выявлен значительный консерватизм аминокислотных последовательностей у-глиадинов, кодируемых хромосомами А, В и D.

3. В ю- и у-глиадинах обнаружены короткие повторяющиеся олигопептидные мотивы, что дает основание полагать, что гены ы- и у- глиадинов произошли в результате многократных дупликаций коротких нуклеотидных последовательностей ДНК.

4. Исследование глиадинов двух видов эгилопсов Ае. tauschii и Ае. longissima -предполагаемых доноров геномов В и D пшеницы, выявило высокую внутривидовую изменчивость этих видов и показало, что у эгилопсов встречаются те же типы N-концевых аминокислотных последовательностей глиадинов, как у гексаплоидных пшениц. Таким образом, хотя гены проламинов и претерпевали изменения в ходе эволюции за счет мутаций и хромосомных перестроек, определенная часть их последовательностей оставалась консервативной в течение длительного эволюционного периода.

5. Дисульфидное картирование двух представителей суперсемейства проламинов -глиадина у-46 пшеницы и 2S альбумина подсолнечника выявило высокий консерватизм расположения дисульфидных связей как между глиадинами и 2S альбуминами, так и в пределах каждой из этих групп белков. В то же время у других членов суперсемейства проламинов, ингибиторов а-амилаз и трипсина злаков, только две дисульфидные связи с участием двух соседних остатков цистеина сохраняют свое положение. Эти различия, по всей видимости, связаны с необходимостью поддерживать структуру активных центров при взаимодействии с ферментами-мишенями.

6. При исследовании субъединиц глютенина гексаплоидной пшеницы Т. aestivum. обнаружена новая D субъединица глютенина и показана ее роль в терминации роста полимерной цепи глютенинов, определяющей качество клейковины пшеницы. Показан консерватизм аминокислотных последовательностей в окружении остатков цистеина у высокомолекулярных субъединиц глютенина HMWx7 и HMWy18, и аллельной пары HMWx7 и HMWy9, обусловливающих хорошие вязко-эластичные свойства клейковины, что свидетельствует о ключевой роли дисульфидных связей в формировании надмолекулярной структуры клейковинного комплекса.

7. При использовании разработанного метода разделения полимеров глютенина в агарозном геле с измерением светорассеяния установлено, что молекулярные массы полимеров глютенина варьирует от 500000 до 5 млн. дальтон. Предложенный метод может быть использован для фракционирования глютенинов сортов пшениц, различающихся по технологическим характеристикам, а также для разделения других высокомолекулярных полимерных белков.

8. Разработаны электрофоретический и хроматографический методы исследования полиморфизма запасных белков тыквенных культур. Показана возможность идентификации генетически отдаленных форм огурца по электрофоретическим спектрам альбуминов, разделенных методом электрофореза в денатурирующих и кислых условиях, а также районированных сортов тыкв по электрофоретическим спектрам кукурбитина и альбуминов, а также по профилю элюции кислоторастворимых альбуминов при ОФ-ВЭЖХ.

9. Впервые изучено наследование субъединиц кукурбитина - основного глобулина семян тыквенных культур. Показано, что компоненты электрофоретического спектра кукурбитина наследуются кодоминантно при отсутствии эффекта дозы генов. Аллели представлены отдельными полипептидами в электрофоретическом спектре, различающимися по относительной подвижности, а синтез вариабельных компонентов кукурбитина контролируется 4 независимыми локусами.

10. Предложена генетическая классификация кукурбитина и способ записи электрофореграмм этого белка в виде генетических формул, составленных для 38 сортов тыкв отечественной селекции. Показано, что большинство районированных сортов тыкв гетерогенны по кукурбитину. Эффективность предложенного экспресс-метода определения сортовой чистоты семян тыкв по электрофоретическим спектрам кукурбитина превышает традиционно используемый грунтконтроль.

11. Изучены PR-белки, относящиеся к защитной системе растений, у томатов с разными генами устойчивости (Тт-1, Тт-2 и Тт-22) к ВТМ инфекции. Обнаружены специфические белки, характерные для каждого генотипа, которые могут быть использованы в качестве маркеров соответствующих генов в селекционном процессе.

12. Впервые исследованы трансгенные растения табака, экспрессирующие двунитевую РНК, не имеющую гомологии с геномами вируса и табака, и показано повышение устойчивости трансгенных растений к тобамовирусам. В инфицированных трансгенных растениях выявлен индуцируемый инфицированием синтез двух новых полипептидов, относящихся к PR-белкам - семейству (3-эндоглюканаз растений. Высказано предположение об участии этих белков в системе антивирусной защиты растений.

13. Среди PR-белков при вирусной инфекции в растениях томатов различного генотипа обнаружены интерфероноподобные белки, что свидетельствует о том, что у растений и животных действует сходный механизм защиты от патогенов, связанный с образованием антивирусных интерфероноподобных веществ.

14. Впервые при систематическом анализе антимикробных пептидов, важнейших компонентов врожденной защитной системы растений, у пшеницы Triticum kiharae Dorof. et Migusch. выделены 24 новых пептида, относящихся к 6 семействам, и установлена первичная структура 12 из них. Обнаружено новое семейство глицин-богатых пептидов растений и новый структурный тип гевеиноподобных пептидов. Выявлена высокая ингибирующая активность этих пептидов в системе in vitro в отношении ряда фитопатогенов.

15. Впервые показано наличие в зерновках пшеницы практически всех известных семейств антимикробных пептидов растений. Высокий молекулярный полиморфизм защитных пептидов у рода Triticum, вероятно, обеспечивает адаптацию к неблагоприятным факторам окружающей среды и является одной их причин, которые обусловливают распространение злаков по всем континентам и климатическим зонам Земного шара.

16. Выявлен молекулярный полиморфизм в пределах семейств антимикробных пептидов Triticum kiharae, который реализуется как на генном уровне (дефензины), так и на посттранскрипционном уровне (4-Cys и б-Cys пептиды). Показано, что семейство дефензинов Triticum kiharae структурно неоднородно, и состоит, по крайней мере, из трех подсемейств, имеющих, по всей вероятности, различное эволюционное происхождение. Установлено, что детерминанты антифунгальной активности дефензинов семейства Роасеае локализованы в С-концевой области молекулы.

17. Впервые изучены дефензины Triticum топососсит, Triticum urartu, Triticum boeoticum, Aegilops Ae. tauschii и Aegiiops speltoides, предполагаемых доноров геномов полиплоидных пшениц. Сравнение дефензинов полиплоидных пшениц с дефензинами диплоидных видов свидетельствует о том, что структура дефензинов высоко консервативна в эволюции. Установлена геномная локализация генов дефензинов. Показано, что дефензины D1, D1.1 и D1.2 кодируются геномом A, D3.1 и D6.1 - геномом В, D3 и D6 - геномом D.

18. Среди антимикробных пептидов Triticum kiharae идентифицирован новый пептид WAMP-1, относящийся к ранее неизвестному структурному типу гевеиноподобных пептидов растений, обладающий высокой антифунгальной и антибактериальной активностями. Определена нуклеотидная последовательность кДНК, кодирующая предшественник пептида WAMP-1a и показано, что в пшенице экспрессируются еще две высокогомологичные мРНК. Установлена структура предшественников пептида WAMP-1a и его гомологов и показано, что они состоят из сигнального пептида, зрелого пептида и С-концевого продомена. Исследование регуляции экспрессии гена пептида WAMP-1 выявило высокий уровень экспрессии гена в проростках, а также повышение экспрессии в ответ на солевой стресс и заражение некоторыми фитопатогенными грибами, что свидетельствует об участии этого пептида в защите растений пшеницы от патогенов и солевого стресса. Разработана система гетерологичной экспрессии в прокариотической системе нового гевеиноподобного пептида Triticum kiharae WAMP-1 а. позволившая получить рекомбинантный пептид, идентичный нативному, с высоким выходом. Предложенная бактериальная система экспрессии может быть использована при разработке технологии получения антимикробных пептидов.

19. Сравнение антимикробных полипептидов двух видов растений - однодольных Triticum kiharae и двудольных Taraxacum officinale, свидетельствует о видоспецифичности «защитного арсенала» растений. В отличие от пшеницы, в семенах Taraxacum officinale основными детерминантами антифунгальной активности являются не антимикробные пептиды, а запасные 2S альбумины.

20. Исследования запасных и защитных белков гексаплоидных пшениц и предполагаемых доноров их геномов свидетельствуют о том, что генетический состав ныне существующих диплоидных видов не идентичен составу тех видов, которые участвовали в создании тетра- и гексаплоидных пшениц, а также, что геном В культурных пшениц является сложным геномом, который модифицировался в ходе эволюции за счет интрогрессивной гибридизации с различными диплоидными видами родов Triticum и Aegilops.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи:

1. Чугунова Е.Ю., Одинцова Т.И.. Егоров ЦА., Созинов A.A. Электрофоретическое исследование гетерогенности солерастворимой фракции белков семян хлопчатника. Биохимия, 1985, т.50, №6, с. 1030-1038.

2. Егоров Ц.А., Одинцова Т.И.. Созинов A.A. Селективное выделение омега-глиадинов. Биоорг. химия, 1986, т. 12, №5, с. 599-605.

3. Одинцова Т.И.. Егоров Ц.А., Созинов A.A. Выделение омега-глиадинов с применением хроматографии на тиопропил-сефарозе. Биохимия, 19S6, т. 51, №7, с. 1124-1131.

4. Дегтяренко Л.В., Одинцова Т.И.. Кононков П.Ф. Исследование гетерогенности белков семян огурца методом электрофореза. Вестник с.-х. науки, 1986, №2, 132-134.

5. Батманова Л.С., Одинцова Т.И.. Егоров Ц.А., Кононков П.Ф., Созинов A.A. Исследование белков семян капусты методом электрофореза для использования в семенном сортовом контроле, Докл. ВАСХНИЛ, 1987, №7, с. 16-19.

6. Одинцова Т.И., Овчинников A.A., Егоров Ц.А., Созинов A.A. N-концевые последовательности глиадинов различных глиадин-кодирующих локусов. Докл. АН СССР, 1987, т. 296, №5, с. 156-164.

7. Egorov Ts.A., Odintsova T.I. Microsequence analysis of prolamins with gas-phase protein sequencer, In: Gluten Proteins (Lastity R., Bekes F., eds.), 1987, World Scientific Publishing Co., Singapore, p.434-440.

8. Дегтяренко Л.В., Одинцова Т.И.. Кононков П.Ф. Электрофорез кукурбитина как метод сортового семенного контроля тыквенных. Доклады ВАСХНИЛ, 1989, №1, с. 17-19.

9. Одинцова Т.И., Дегтяренко Л.В., Егоров Ц.А., Кононков П.Ф. Высокоэффективная жидкостная хроматография белков семян тыквенных культур. Доклады ВАСХНИЛ, 1989, №7, с. 26-28.

10. Одинцова Т.И., Егоров Ц.А. Выделение и характеристика глиадинов из семян Aegilops squarrosa. Биохимия, 1989, т. 54, №3, с. 396-407.

11. Кононков П.Ф., Одинцова Т.И.. Дегтяренко Л.В., Батманова Л.С., Крашенинник Н.В., Бунин М.С., Старцев В.И., Осыко Е.В., Егоров Ц.А. Методические указания по анализу белков семян и изоферментов методом электрофореза для контроля сортовой чистоты и селекции капустных и тыквенных культур. ВНИИСиСОК, 1990, Москва, ВАСХНИЛ.

12. Одинцова Т.И., Янаудите Р.Л., Егоров Ц.А., Извекова Л.И., Андреева Э.Н., Пухальский В.А. Белки томатов при инфекции ВТМ. Докл. АН СССР, 1990, т. 313, №3, с. 733-736.

13. Одинцова Т.И., Егоров Ц.А. N-концевые аминокислотные последовательности омега-глиадинов Aegilops longissima. К вопросу о происхождении геномов полиплоидных пшениц. Биохимия, 1990, т. 55, № 3, с. 509-516.

14. Одинцова Т.И.. Янаудите Р.Л., Егоров Ц.А., Извекова Л.И., Андреева Э.Н., Пухальский В.А. Обнаружение интерфероноподобных белков в листьях томатов. Докл. АН СССРб 1990, т. 314, № 5, 1250-1252.

15. Фетисов A.B., Одинцова Т.И.. Извекова Л.И., Пухальский В.А. Белки листьев огурца при вирусной инфекции. Изв. Акад. Наук., сер. биол., 1991, №4, с. 619-624.

16. Одинцова Т.И., Турищева М.С., Андреева Э.Н., Пухальский В.А. Структурно-функциональные изменения в хлоропластах томатов с разными генами устойчивости к вирусу табачной мозаики. Генетика, 1996, т. 32, №11, с. 1545-1552.

17. Egorov Т.A., Odintsova T.I.. Musolyamov А.К., Fido R., Tatham A.S., Shewry P.R. Disulphide structure of a sunflower seed albumin: conserved and variant disulphide bonds in the cereal prolamin superfamily. FEBS Letters, 1996, v. 396, p. 285-288.

18. Одинцова Т.И.. Фетисов A.B.. Егоров Ц.А., Извекова Л.И., Андреева Э.Н., Пухальсий В.А. Структурные исследования белка оболочки вируса зеленой крапчатой мозаики огурца. Докл. РАСН, 1996, №6, с.26-28.

19. Egorov Т.А., Odintsova T.I.. Shewry P.R., Tatham A.S. Characterisation of high Mr wheat glutenin polymers by agarose gel electrophoresis and dynamic light scattering. FEBS Letters, 1998, v. 434, p. 215-217.

20. Egorov T.A., Odintsova T.I.. Musolyamov A.K. Disulphide mapping of y-46 gliadin. J. Protein Chem., 1998, v. 17, p. 531-532.

21. Егоров Ц.А., Одинцова Т.И.. Мусолямов А.Х., Барбашов С.Ф., Пустобаев В.Н., Андерсен Дж., Репсторф П., Попино И. Частичная аминокислотная последовательность глиадина гамма-46. Биохимия, 1998, т. 63, с. 1243-1250.

22. Егоров Ц.А., Одинцова Т.И., Мусолямов А.Х. Определение дисульфидных связей в глиадине гамма-46. Биохимия, 1999, т. 64, с. 294-297.

23. Oleskina Yu.P., Yurina N.P., Odintsova T.I., Egorov T.A., Otto A., Wittmann-Liebold В., Odintsova M.S. Nucleoid proteins of pea chloroplasts: detection of a protein homologous to ribosomal protein.. Biochem. Mol. Biol. Int. 1999, v. 47, № 5, p. 757-763.

24. Egorov T.A., Odintsova T.I., Musolyamov A., Tatham A, Shewry P., Hojrop P., and Roepstorff P. Biochemical analysis of alcohol soluble polymeric gtutenins, D-subunits and omega-gliadins from wheat cv. Chinese Spring. In: Wheat gluten (Shewry P.R., Tatham, A.S., eds.), 2000, The Royal Society of Chemistry, MPG Books Ltd, Botmin, Cornwall, UK, p. 166-170.

25. Odintsova T.I., Egorov T.A., Musolyamov A.K., Tatham A.S., Shewry P.R., Hojrup P., Roepstorff P. Isolation and characterization of the high-molecular-weight glutenin subunits 17 and 18 from wheat isogenic line L-88-31. In: Wheat gluten (Shewry, P.R., Tatham, A.S., eds.), The Royal Society of Chemistry, MPG Books Ltd, Botmin, Cornwall, UK, 2000, p. 171-174.

26. Одинцова Т.И.. Андреева Э.Н., Пухальский B.A., Мусолямов А.Х., Егоров Ц.А. Структурный анализ белка оболочки вируса зеленой крапчатости огурца. Биохимия, 2000, т. 65, №5, с. 672-679.

27. Рожнова Н.А., Геращенков Г.А., Одинцова Т.И., Мусин С.М., Пухальский В.А. Синтез новых белков картофеля in vitro при защитном действии арахидоновой кислоты во время вирусной инфекции. Физиол. Раст., 2001, т. 48, №6, с. 897-905.

28. Родионова Н.А., Дубовая Н.В., Одинцова Т.И.. Грачева Т.И., Безбородое A.M. Выделение эндо-1,4-бета-ксиланазы из Geotrichum candidum ЗС с разной сорбционной способностью на нерастворимом субстрате. Прикл. биохим. микробиол. 2002, т. 38, №5, с. 490-494.

29. Odintsova T.I., Mulier Е.-С., Ivanov A.V., Egorov Т.А., Bienert R., Vladimirov S.N., Kostka S., Otto A., Wittmann-Liebold В., Karpova G.G. Characterization and analysis of post-translational modifications of the human large cytoplasmic ribosomal subunit proteins by mass spectrometry and Edman sequencing. J. Protein Chem., 2003, v. 22, N2 3, p. 249-258.

30. Odintsova T.I.. Pukhalsky V.A., Egorov T.A., and Musolyamov A.K. Isolation and characterization of antimicrobial peptides from Triticum kiharae. Annual wheat newsletter, 2003, v. 49, p. 124-125.

31. Коростылева T.B., Одинцова Т.И.. Козловская Г.В., Пухальский В.А. Исследование белков листьев в трансгенных растениях табака, экспрессирующих двунитевую РНК, при вирусной инфекции. Генетика, 2004, т. 40, №4, с. 531-537.

32. Odintsova T.I., Pukhalsky V.A., Musolyamov А.К., Egorov T.A. Analysis of antimicrobial peptides from seeds of Triticum kiharae Dorof. et Migush. Annual wheat newsletter, 2004, v. 50, p. 152-153.

33. Egorov T.A., Odintsova T.I., Pukhalsky V.A., Grishin E.V. Diversity of wheat antimicrobial peptides. Peptides, 2005, v. 26, p. 2064-2073.

34. Rozhnova N., Odintsova T.I., Musin S., Gerashchenkov G. Protein patterns in potato plants in vitro during systemic antiviral resistance induced by alpha-tocopherol acetatae. Proc. Latv. Acad. Sci., 2005, v. 59, p. 67-72.

35. Odintsova T.I., Egorov T.A., Musolyamov A.K., Pukhalsky V.A. Gly-rich antimicrobial peptides from seeds of Triticum kiharae Dorof. et Migusch. Annual wheat newsletter, 2005, v. 51, p. 137-138.

36. Odintsova T.I.. Pukhalsky V.A., Musolyamov A.K., Egorov T.A. Defensins of Triticum kiharae and other wheat species. Annual wheat newsletter, 2006, v. 52, p. 119-121.

37. Odintsova T.I.. Egorov T.A., Musolyamov A.K., Odintsova M.S., Pukhalsky V.A., Grishin E.V. Seed defensins from T. kiharae and related species: Genome localization of defensin-encoding genes. Biochimie, 2007, v. 89, p. 605-612.

38. Рожнова H.A., Одинцова Т.И.. Геращенков Г.А. Белковый состав листьев табака при индукции антивирусной устойчивости активаторами защитных реакций и ВТМ-инфекцией. Физиоп. Раст., 2007, т.54, № 6, с. 870-875.

39. Odintsova T.I.. Egorov T.A., Musolyamov A.K.,Korostyleva T.V. Kozlovskaya G.V. Pukhalsky V.A. Defensins of Triticum kiharae and diploid Triticum and Aegilops species, Annual wheat newsletter, 2007, v. 53, p. 78-79.

40. Одинцова Т.И.. Егоров Ц.А., Коростылева T.B., Козловская Г.В., Пухальский В.А. Исследование генома культурных растений и их сородичей: исследование спектров дефензинов у устойчивых и восприимчивых к фитопатогенам видов пшеницы. «Динамика генофондов», ФИАН, 2007, с. 139-141, ISBN978-5-902622-13-0.

41. Пухальский В.А., Одинцова Т.И., Извекова Л.И., Андреева Э. Н. Коростылева Т.В., Истомина Е.А., Славохотова А.А., Шиян А.Н.. Козловская Г.В., Оболенкова Л.А., Бадаева Е.Д., Билинская Е.Н. Проблемы естественного и приобретенного иммунитета растений. К развитию идей Н.И. Вавилова, Вестник ВОГиС, 2007, т.11, №3/4, с. 631-650.

42. Славохотова А.А., Андреева Э.Н., Шиян А.Н., Одинцова Т.И.. Пухальский В.А. Особенности генов белка оболочки российских штаммов вируса зеленой крапчатой мозаики огурца, Генетика, 2007, т.43, № 11, 1535-1540.

43. Odintsova T.I.. Rogozhin Е.А., Baranov Yu, Musolyamov A.Kh., Yalpani N., Egorov Ts.A., Grishin E.V. Seed defensins of barnyard grass Echinochloa crusgalli (L.) Beauv. Biochimie, 2008, v. 90, p. 1667-1673.

44. Odintsova T.I., Korostyleva T.V., Odintsova M.S., Pukhalsky A.V., Grishin E.V., Egorov Ts.A. Analysis of Triticum boeoticum and Triticum urartu seed defensins: To the problem of the origin of polyploid wheat genomes. Biochimie. 2008, v. 90, p. 939-946.

45. Рогожин E.A., Одинцова Т.И.. Мусолямов А.Х., Смирнов А.Н., Бабаков А.В., Егоров Ц.А., Гришин Е.В. Выделение и характеристика нового липид-переносящего белка из зерновок ежовника обыкновенного (Echinochloa crusgalli). Прикладная биохимия и микробиология, 2009, т. 45, №4, с. 403-409.

46. Ощепкова Ю. И., Вешкурова О. Н., Рогожин Е. А., Мусолямов А. X., Смирнов А. Н., Одинцова Т.. И.. Егоров Ц. А., Гришин Е. В., Салихов Ш. И. Выделение липидпереносящего белка Ns-LTPI из семян чернушки посевной (Nigella sativa). Биоорг. химия, 2009, т. 35, №3; с. 344-349.

47. Odintsova T.I.. Vassilevski А.А., Slavokhotova А.А., Musolyamov A.K., Finkina E.I., Khadeeva N.V., Rogozhin E.A., Korostyleva T.V., Pukhalsky V.A., Grishin E.V., Egorov T.A. A novel antifungal hevein-type peptide from Triticum kiharae seeds with a unique 10-cysteine motif. FEBS J. 2009, v. 276, № 15, p. 4266-4275.

48. Odintsova T.I.. Rogozhin E.A., Sklyar I.V., Musolyamov A.K., Kudryavtsev A.M., Pukhalsky V.A., Smirnov A.N., Grishin E.V., Egorov T.A. Antifungal activity of storage 2S albumins from seeds of the invasive weed dandelion Taraxacum officinale Wigg. Protein Pept Lett. 2009, v. 17.

49. Utkina L.L., Slavokhotova A.A., Odintsova T.I., Korostyleva T.V., Pukhalskiy V.A., Musolyamov A.K., Egorov T. A. Novel antimicrobial peptides from seeds of Triticum kiharae and Leymus arenarius. Annual Wheat Newsletter, 2009, v. 55, p. 181-183.

Глава в монографии:

Odintsova T.I, and Egorov Ts.A. Wheat antimicrobial peptides. In: Peptidomics: Methods and Applications (Soloviev M., Andren P., Shaw C., eds.), 2008, p. 99-117. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey.

Авторские свидетельства:

1. Авторское свидетельство №1498410 на изобретение «Способ определения сортовой чистоты семян тыквенных культур», Одинцова Т.И., Дегтяренко Л.В., Кононков П.Ф., зарегистр. в Гос. реестре изобретений СССР 27.05.1987.

2. Авторское свидетельство № 1630703 на изобретение «Способ контроля сортовой чистоты семян крестоцветных культур», Одинцова Т.И.. Батманова Л.С., Глазкова-Степаненко И.С., Кононков П.Ф., зарегистр. в Гос. реестре изобретений СССР 01.11.1990.

Патент:

Патент на изобретение №2380374 (РФ) «Пептид, обладающий антимикробной активностью», Одинцова Т.Н. Егоров Ц.А., Гришин Е.В., Василевский А.А., Мусолямов

А.Х., Рогожин Е.А., Славохотова A.A., Пухальский В.А., Шиян А.Н., зарегистр. в Гос. реестре изобретений РФ 27.01.2010.

Материалы конференций:

1. Одинцова Т.И., Егоров Ц.А. S-бедные проламины. Выделение и характеристика. Всесоюзн. симп. «Молекулярные механизмы генетических процессов», 1987, Москва,, с. 133.

1. Kononkov P.F., Degtyarenko L.V., Odintsova T.I. Identification of Cucurbitaceae species and varieties by electrophoresis of cucurbitin. Ill International symposium ISTA, 1988, Leningrad,

2. Egorov T.A., Odintsova T.I.. Pukhalsky V.A., Grishin E.V. Wheat peptidomics. 2nd International Conference "Genomics, Proteomics and Bioinformatics for Medicine", 2004, Moscow.

3. Егоров Ц.А., Одинцова Т.Н. Бабаков E.B, Пухальский A.B., Гришин E.B. Разнообразие антимикробных пептидов растений. Ill сьеэд общества биотехнологов России, 2005, Москва, с.111.

4. Одинцова Т.И.. Егоров Ц.А., Коростылева Т.В., Козловская Г.В., Пухальский В.А. Исследование дефензинов пшеницы Triticum kiharae Dorof. et Migusch. III международный симпозиум «Проблемы биохимии, радиационной и космической биологии», 2007, Дубна, Россия, с. 178-181.

5. Одинцова Т.И., Егоров Ц.А., Коростылева Т.В., Козловская Г.В., Пухальский В.А. Уникальный антимикробный пептид семян пшеницы Triticum kiharae Dorof. et Migusch. Международная конференция «Современная физиология растений: от молекул до экосистем», 2007, Сыктывкар, Россия, с. 301-302.

6. Одинцова Т.И., Рогожин Е.А., Жабон Е.О., Пухальский В.А., Егоров В.А. Антимикробные пептиды растений. Международная конференция «Научное наследие Н.И. Вавилова -фундамент развития отечественного и мирового сельского хозяйства», 2007, Москва РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, с. 178-179.

7. Одинцова Т.И. Дефензины семян пшеницы. Ill Российский симпозиум «Белки и пептиды», 2007, Пущино-на-Оке, Россия, с.18.

8. Уткина Л.Л., Славохотова A.A., Рогожин Е.А., Одинцова Т.И.. Пухальский В.А., Кудрявцев A.M. Экспрессия гена нового антимикробного пептида колосняка песчанного Leumus arenarius в прокариотической системе. V сьезд генетиков и селекционеров, 2009, Москва, с.385.

9. Odintsova T.I., Shcherbakova L, Flavel D„ Egorov T.A., Suprunova T. Identification of a novel protein, a putative elicitor from a biocontrol Fusarium oxysporum, inducing tomato resistance to Fusarium wilt pathogen. XIV International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions, 2009, Quebec City, Canada, p.22.

Ю.Уткина Л.Л., Славохотова A.A., Коростылева Т.В., Андреев Я.А., Василевский A.A., Рогожин Е.А., Одинцова Т.И., Егоров Ц.А., Гришин Е.В. Гетерологическая экспрессия генов, кодирующих новые защитные пептиды растений зерновок пшеницы Кихара (Triticum kiharae) и колосняка песчаного (Lemus arenarius) в клетках Escherichia coli. V Московский международный конгресс «Биотехнология: состояние и перспективы развития», 2009, Москва.

11. Коростылева Т.В., Рогожин Е.В., Андреев Я.А., Одинцова Т.И. Изучение влияния биотических и абиотических факторов на экспрессию гена антимикробного пептида WAMP-1a из пшеницы Triticum kiharae Dorof et Migush, Всероссийская научная конференция «Устойчивость организмов к неблагоприятным факторам внешней среды», 2009, Иркутск, Россия, с. 247-250.

Заказ № 04-а/04/10 Подписано в печать 02.04.2010 Тираж 100 экз. Усл. пл. 2

ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30 www.cfr.ru ; e-mail:info@cfr.ru

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Одинцова, Татьяна Игоревна

ВВЕДЕНИЕ 7 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА I. ЗАПАСНЫЕ БЕЛКИ

1. Классификация белков растений

2.0бщая характеристика запасных белков

3. 2S альбумины

4. Глобулины

4.1. 11S глобулины

4.2. 7S глобулины

4.3. Запасные глобулины злаков

5. Проламины

5.1. Общая характеристика

5.2. Проламины пшеницы

5.2.1. Глиадины

5.2.2. Глютенины

5.2.3. Клейковина

5.2.3. Роль дисульфидных связей в формировании структуры полимеров глютенина

5.2.4. Генетические исследования роли высоко- и низкомолекулярных субъединиц глютенина в вязкоэластичных свойствах клейковины

5.3. Суперсемейство проламинов Triticeae

5.4. Суперсемейство проламинов других видов растений

ГЛАВА II. ЗАЩИТНЫЕ БЕЛКИ

1. Общая характеристика

2. Основные семейства антимикробных белков

3. Экспрессия и локализация антимикробных белков

3.1. Экспрессия АМБ в листьях

3.2. Экспрессия АМБ в корнях

3.3. Экспрессия АМБ в цветках

3.4. Экспрессия в семенах

4. Роль антимикробных белков в устойчивости растений

4.1. Суперэкспрессия генов АМБ

4.2. Подавление экспрессии генов АМБ

4.3. Трансгенные или мутантные растения с нарушениями сигнальных путей, участвующих в регуляции экспрессии генов АМБ

5. Структурная характеристика и антимикробные свойства основных семейств антимикробных белков растений

5.1. Белки семейства PR

5.2. Р-1,3- Глюканазы (семейство PR-2) и хитиназы (семейства PR-3, PR-8, PR-11)

5.2.1. Белки семейства PR

5.2.2. Белки семейства PR

5.2.3. Белки семейства PR

5.2.4. Белки семейства PR

5.3.Белки семейства PR

5.4. Белки семейства PR-5 (тауматиноподобные белки)

5.5. Ингибиторы протеиназ (белки семейства PR-6)

5.6. Рибосомо-инактивирующие белки (RIPS)

6. Антимикробные пептиды

6.1. Гевеиноподобные антимикробные пептиды

6.2. Липидпереносящие белки (ЛПБ)

6.3. Тионины

6.4. Растительные дефензины

6.5. Другие антимикробные пептиды

6.5.1.Антимикробный пептид Mirabilis jalapa (Mj-AMPs) (Ноттиноподобные пептиды)

6.5.2. Антимикробный пептид Macadamia integrifolia (MÎAMP1)

6.5.3. Пептид кукурузы (МВР-1)

6.5.4. Антимикробные пептиды Impatiens balsamina (Ib-AMPs)

6.5.5. Антимикробные свойства

6.5.6. Снакины

6.5.7. Глицин-гистидин-богатые пептиды

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объекты исследования

Микроорганизмы

Вирусы

Методы выделения белков

Экстракция глиадинов из зерновок пшеницы сорта Безостая 1 Экстракция глиадинов из зерновок Ае. squarrosa Иммобилизация спирторастворимых белков пшеницы на тиопропил-сефарозе

Разделение глиадинов путем гель-фильтрации Ионообменная хроматография глиадинов Разделение глиадинов пшеницы путем обращенно-фазовой жидкостной хроматографии

Разделение глиадинов Ае. squarrosa путем обращенно-фазовой жидкостной хроматографии Выделение глиадина у

Выделение спирторастворимых полимерных глютелинов Выделение ш-глиадинов и D-субъединиц глютенина Выделение HMW субъединиц глютенина 17 и 18 и D субъединиц из изогенной линии пшеницы Triticum aestivum L88-31 Выделение полимеров глютенина

Экстракция белков из семян представителей Cucurbitaceae Экстракция кукурбитина

Обращенно-фазовая жидкостная хроматография кислоторастворимых альбуминов

Выделение кислоторастворимых белков из листьев табака Выделение кислоторастворимых белков из листьев томата Разделение кислоторастворимых белков листьев томата путем обращенно-фазовой жидкостной хроматографии Выделение белка Р15 листьев томата с использованием препаративного электрофореза Очистка белка Р

Экстракция белков листьев трансгенных растений Выделение антимикробных пептидов из зерновок пшеницы Triticum kiharae Dorofet Migusch. Выделение дефензинов из зерновок пшеницы Triticum kiharae Dorofet Migusch.

Выделение кислоторастворимых белков из семян Taraxacum officinale Разделение белков семян Taraxacum officinale путем гель-фильтрации Обращенно-фазовая жидкостная хроматография белков семян Taraxacum officinale

Обнаружение интерфероноподобных белков в листьях томатов методом иммуноблоттинга с антителами к ^-интерферону человека

Методы структурного анализа белков

Восстановление и алкилирование белков и пептидов Масс-спектрометрия

Ограниченный протеолиз глиадина у-46 химотрипсином Ферментативный гидролиз дисульфидсодержащих фрагментов глиадина у

Идентификация дисульфидсодержащих фрагментов

Селективное выделение триптических цистеинсодержащих пептидов

Расщепление ш-глиадинов трипсином

Расщепление белков и пептидов бромцианом

Расщепление пептидов эндопротеиназой Glu-C

Гидролиз белка в геле

Обращенно-фазовая жидкостная хроматография триптических Пептидов

Иммобилизация на хитине Электрофоретические методы исследования белков

Одномерный электрофорез белков Двумерное разделение белков в полиакриламидном геле Аналитические методы

Установление аминокислотной последовательности Определение аминокислотного состава УФ-спектрофотометрия и определение концентрации белка Круговой дихроизм (КД)

Определение размеров полимеров глютенина методом светорассеяния Выделение вирусов и их компонентов и заражение растений

Выращивание растений

Инокуляция растений препаратами вирусов ВТМ и ВОМ-1 Получение препарата вируса ВТМ Получение препарата вируса ВОМ-1 Определение относительного содержания ВТМ в ткани зараженных растений по тесту инфекционности Выделение белка оболочки ВТМ Определение активности ингибиторов ферментов

Определение антимикробной активности

Определение антигрибной активности Определение антибактериальной активности Методы исследования хлоропластов

Выделение хлоропластов

Выделение мембранной и растворимой фракции хлоропластов Определение РНК-полимеразной активности

Электронно-микроскопическое исследование структуры хлоропластов Экспрессия рекомбинантного пептида WAMP-1a в клетках Е. coli

Конструирование экспрессионного вектора Получение и очистка гибридного белка

Расщепление гибридного белка и выделение целевого пептида Установление структуры предшественника пептида WAMP

Выделение тотальной РНК и синтез первой цепи кДНК Процедура ПЦР

Определение нуклеотидной последовательности кДНК методом 3'- и 5'-RACE

Определение изменения уровня экспрессии гена WAMP-1 а под действием биотических и абиотических стрессовых факторов методом ОТ-ПЦР

Статистические методы

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Глава I. ЗАПАСНЫЕ БЕЛКИ

1. Выделение глиадинов

2. Исследование структурных особенностей глиадинов пшеницы и родственных видов

2.1. Определение N-концевых аминокислотных последовательностей проламинов различных глиадинкодирующих локусов пшеницы

2.2. Выделение и характеристика глиадинов семян Ае. squarrosa

2.3. Выделение и характеристика глиадинов семян Ае. longissima

3. Дисульфидное картирование глиадинов

3.1. Определение частичной первичной структуры глиадина у

3.2. Определение дисульфидных связей в глиадине у

4. Дисульфидное картирование альбумина семян подсолнечника: консервативные и вариабельные дисульфидные связи в суперсемействе проламинов злаков

5. Выделение и структурный анализ глютенинов

5.1. Выделение D-субъединиц глютенина

5.2. Выделение и характеристика высокомолекулярных (HMW) субъединиц глютенина 17 и 18, а также D субъединиц глютенина из изогенной линии пшеницы L88

5.3. Характеристика высокомолекулярных полимеров глютенина методами электрофореза в агарозном геле и светорассеяния

6. Исследование полиморфизма белков семян огурца

6.1. Исследование полиморфизма альбуминов

6.2. Исследование полиморфизма глобулинов

7. Исследование полиморфизма белков семян тыквы.

7.1. Элекгрофоретический анализ кукурбитина

7.2. Элекгрофоретический анализ основных альбуминов

7.3. Высокоэффективная жидкостная хроматография белков семян тыквенных культур

8. Генетический контроль компонентного состава кукурбитина

8.1. Гибридологический анализ компонентного состава кукурбитина в гибридной комбинации Белые 13 х Грибовские

8.2. Гибридологический анализ компонентного состава кукурбитина в комбинации скрещивания Якорь х Белые

8.3. Гибридологический анализ компонентного состава кукурбитина в комбинации скрещивания Миндальная 35 х Сотэ

8.4. Полиморфизм кукурбитина у сортов тыквы

8.4.1. Идентификация аллелей кукурбитинкодирующих локусов

8.4.2. Межвидовой полиморфизм кукурбитина

8.4.3. Межсортовой и внутрисортовой полиморфизм кукурбитина

8.4.4. Использование электрофореза кукурбитина в качестве экспресс-метода определения сортовой чистоты

Введение Диссертация по биологии, на тему "Структурно-функциональные особенности запасных и защитных белков растений и их использование в генетических исследованиях"

Секвенирование ряда геномов в последнее десятилетие позволило установить последовательности огромного числа генов, однако не решило всех вопросов, связанных с их функциями и регуляцией экспрессии. Исследование протеома — совокупности белков клетки, составляющих транслируемую часть генома, открывает новые возможности для идентификации генов, связанных с определенными функциональными состояниями отдельной клетки и организма в целом. Исследование белков -продуктов генов - с использованием современных методов анализа позволяют получить важную информацию о тонкой структуре генов и дополняют геномные исследования. Протеомный анализ растений уже сейчас с успехом используется для решения разнообразных генетических задач, таких как исследование экспрессии генов в различных органах растения и на различных стадиях развития, при симбиозе, в ответ на биотический и абиотический стресс или иные воздействия, сравнение генотипов (характеристика мутантов, дифференциация линий, установление филогенетических взаимоотношений) и изучение структуры генетической изменчивости в природных популяциях (Алтухов, 1989).

Белковая химия растений имеет долгую историю. Белки клейковины пшеницы были выделены Джакопо Беккари в Университете Болоньи более 250 лет назад. Высокое содержание белка в семенах позволило Т.Б. Осборну и другим исследователям изучить их состав более чем у 30 видов растений и опубликовать полученные результаты в 1886-1928 гг. (Osborne, 1924). Глобулины (эдестин из конопли) были первыми белками, которые удалось получить в кристаллическом виде в 1881 году (Shewry et al., 2002). Примерно в то же время были выделены и охарактеризованы белковые токсины, такие как рицин клещевины (Osborne, 1924).

Интерес к белкам растений связан^, прежде всего, с их ролью в пищевом рационе человека и сельскохозяйственных животных, которые используют их в пищу либо непосредственно, либо в переработанном виде. В последние годы усиление интереса к растительным белкам связано с тем, что многие из них являются пищевыми аллергенами ((Shewry et al., 2002; Mills et al., 2004; Breiteneder et al., 2005; Radauer, Breiteneder, 2007).

По классификации белков, основанной на их функциях, белки растений подразделяются на четыре группы: запасные белки, структурные и метаболические (ферменты и ингибиторы, репрессоры, активаторы и т.д.), а также защитные белки.

Запасные белки являются основным источником пищевого белка для человека и животных. В условиях роста населения Земного шара (по прогнозам оно возрастет с 6 миллиардов в 1999 до 10 миллиардов в середине столетия) (Vasil, 2007), потребность в пищевом белке, составляющая в настоящее время 230 млн. тонн в год, будет неуклонно расти. Это обусловливает необходимость постоянного повышения урожайности сельскохозяйственных культур, снижения потерь и улучшения питательной ценности сельскохозяйственной продукции. В этом плане не составляет исключения и пшеница, являющаяся основной зерновой культурой для 35% населения Земного шара. Под посевами пшеницы занято 216 млн. гектар, что составляет 18% пахотных земель (Vasil, 2007). В 2005 году производство пшеницы составило 626 млн тонн. Широкое распространение пшеницы связано не только с ее высокой урожайностью в различных климатических условиях, но, прежде всего, с уникальными свойствами запасных белков семян, придающих вязкоэластичные свойства клейковине, что позволяет получать из муки пшеницы хлеб, хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия. Неудивительно поэтому, что белки семян злаков, и в частности проламины пшеницы, интенсивно изучаются в последние десятилетия. Эти исследования направлены на выяснение структуры и свойств проламинов, регуляции их биосинтеза и роли в процессах, происходящих при переработке зерна. Структурные исследования запасных белков пшеницы составляют тот фундамент, без которого невозможно исследование функциональных свойств клейковины и выяснение роли отдельных компонентов в определении технологических качеств. Однако из-за чрезвычайно сложного компонентного состава (наличия десятков белков, соединенных дисульфидными и нековалентными связями) структура клейковинного комплекса до сих пор не установлена и требует дальнейших исследований. В последние годы особое значение приобретает исследование структуры проламинов, вызывающих развитие целиакии - заболевания, при котором тонкий кишечник генетически предрасположенных индивидуумов необратимо повреждается при использовании в пищу хлеба и других продуктов, содержащих проламины.

Знание структуры и свойств проламинов позволит также вести целенаправленную селекцию на создание высокоурожайных сортов, устойчивых к патогенам и абиотическим стрессовым факторам среды и обладающих высокими технологическими качествами, что может быть достигнуто как традиционными методами селекции, так и методами генетической инженерии.

Следует отметить, что традиционная селекция пшеницы часто сталкивается со значительными трудностями из-за чрезвычайно большого и сложного генома мягкой пшеницы Т. aestivum L.- 16000 млн.п.н. по сравнению с 430 млн.п.н. у риса и 125 млн.п.н. у арабидопсиса (Arumuganathan, Earle, 1991; Shields, 1993). Мягкая пшеница представляет собой аллополиплоид (2п — 6х = 42) с геномом AABBDD. Входящие в состав этого сложного генома геномы А, В и D произошли от диплоидных предшественников (Т. boeoticum Boiss. (геном А), Ае. speltoides (геном В), Ае. tanschii (геном D)) путем спонтанной гибридизации (Kihara, 1944; McFadden Sears, 1946; Дорофеев и др., 1987).

Альтернативной и более перспективной стратегией изменения генотипа пшеницы и других сельскохозяйственных культур служит генетическая инженерия, которая позволяет встраивать чужеродные гены в геномы культурных растений. По сравнению с другими методами, генетическая трансформация имеет ряд преимуществ: она позволяет встраивать гены из любого источника; метод достаточно точный, поскольку делает возможным встраивание одиночных генов; гены-кандидаты и их продукты можно предварительно протестировать на безопасность, более того, встраиваемые гены могут быть предварительно модифицированы с целью изменения их свойств.

Изучение структуры запасных белков пшеницы представляет существенный интерес для решения фундаментальных проблем генетики и селекции. Установлено, что проламины пшеницы контролируются несколькими локусами, характеризующимися множественным аллелизмом, традиционным методом выявления которого является электрофорез. Синтез глиадинов контролируется 6 локусами, расположенными на коротких плечах хромосом первой и шестой гомеологичных групп. Каждый аллель контролирует несколько электрофоретически выявляемых компонентов, которые наследуются сцепленно, единым блоком как менделеевский признак. Каждый из глиадинкодирующих локусов, представлен более чем 20 аллелями. Исследования структуры глиадинов позволяют пролить свет на эволюцию кодирующих их генов, а также представляют существенный интерес для решения таких фундаментальных проблем генетики, как структура и эволюция глиадинкодирующих кластеров генов. Сравнительный анализ структуры глиадинов пшеницы и предполагаемых диплоидных доноров геномов предлагает подходы к решению вопросов филогении пшениц. Проводившиеся в последние годы исследования позволили выявить связь между отдельными аллельными вариантами генов, кодирующих глиадины, высоко- или низкомолекулярные субъединицы глютенинов и вязкоэластичными свойствами клейковины. Однако молекулярная основа различий между аллельными вариантами остается неизвестной, и решить эту проблему способны лишь структурные исследования белков.

Помимо структурных исследований запасных белков, имеющих фундаментальное значение, не меньшую роль играют и исследования их генетически детерминированного полиморфизма, который широко используется в филогенетических и популяционных исследованиях, а также в селекции для идентификации сортов, проверки их чистоты, выявления гибридов и др. (Созинов, 1985). Полиморфные белки применяются для идентификации сортов и генотипов пшеницы, ячменя, овса, риса, кукурузы, сорго, рапса, ржи, хлопчатника, арахиса, сои, лука, свеклы, подсолнечника (Созинов, 1985). Однако для ряда культур, в частности, для представителей семейства тыквенных, полиморфные белковые системы слабо изучены. Поиск и выявление таких систем позволит использовать их в селекционной практике.

Другой важнейшей группой белков растений являются защитные белки. Они определяют устойчивость растений к патогенам (грибам, бактериям, вирусам, вироидам) и насекомым-вредителям. Изучение защитных белков имеет фундаментальное значение для выяснения молекулярных механизмов врожденного иммунитета растений. Такие исследования имеют и большое практическое значение, поскольку потери урожая, вызванные патогенами, достигают 45% и оцениваются в трлн. рублей ежегодно (Vasil, 2007). Помимо снижения уровня производства сельскохозяйственной продукции, патогены ухудшают ее качество. Так, микотоксины Fusarium sp., присутствующие в зараженном зерне, токсичны для человека и животных. Традиционные методы селекции не всегда эффективны из-за отсутствия соответствующих генов устойчивости, кроме того, они трудоемки и длительны. Использование химических средств защиты растений представляет существенную угрозу экологической безопасности и позволяет снизить потери урожая лишь на 7%. В этом плане генетическая инженерия открывает новые возможности для повышения устойчивости растений к патогенам и насекомым-вредителям. Постоянно растет спектр трансгенов, используемых для трансформации растений, а поиск новых перспективных генов является чрезвычайно актуальным. Путем генетической трансформации уже получены сельскохозяйственные культуры, устойчивые к гербицидам, насекомым-вредителям, а также абиотическому стрессу. Так, встраивание в геном культурных растений генов инсектицидных Cry белков почвенной бактерии Bacillus thuringiensis, явилось решающим достижением, позволившим получить растения, устойчивые к ряду насекомых-вредителей (Andrews et al., 1987; Vaeck et al. 1987). Однако до сих пор на рынке не представлены культуры, устойчивые к грибным и бактериальным патогенам, и есть лишь два примера растений, устойчивых к вирусам (папайа, устойчивая к вирусу кольцевой пятнистости (Ferreira et al., 2002) и картофель, устойчивый к вирусу скручивания листа (Delvas et al., 1993). В большинстве случаев для трансформации используются гены прокариот.

В то же время, несмотря на огромные перспективы, которые предоставляет генетическая инженерия для создания культур, устойчивых к патогенам, гербицидам и абиотическим стрессовым факторам среды, многие вопросы еще остаются нерешенными. Неясны, прежде всего, экологические последствия нарушения межвидового барьера, что происходит при трансформации растений генами прокариот.

Альтернативным подходом повышения устойчивости сельскохозяйственных культур является использование защитного потенциала самих растений. При этом увеличение устойчивости растений может быть достигнуто как повышением уровня экспрессии собственных генов, участвующих в защитных реакциях, так и встраиванием в геном генов, кодирующих белки и пептиды с антимикробными свойствами, из других видов растений. Все это требует детального исследования защитной системы растений.

По современным представлениям растения обладают многоуровневой системой защиты и целым арсеналом средств, который позволяет им бороться с патогенами и насекомыми-вредителями. В растениях идентифицированы гены устойчивости (Я гены), обеспечивающие специфическую защиту от определенных рас патогенов. Однако механизм их действия в большинстве случаев детально не изучен. Существенную роль в защитной системе растений играют и соединения, обладающие антимикробными свойствами, к которым относятся вторичные метаболиты растений - фитоалексины и фитоантисипины, а также защитные белки и пептиды. Некоторые из них являются конститутивными компонентами клеток, синтез других индуцируется инфицированием (РЯ-белки). И хотя последние были обнаружены в растениях при сверхчувствительной реакции на заражение довольно давно, их роль в защите остается до сих пор мало понятной. Несмотря на многочисленные исследования в области защиты растений, защитный потенциал отдельных видов растений, который может быть использован для повышения устойчивости, практически не изучен. Обнаруженные в 90х годах в растениях антимикробные пептиды, обладающие широким спектром антимикробного действия, представляют особый интерес для создания устойчивых форм растений, поскольку их гены могут быть непосредственно встроены в геном чувствительных к патогенам растений с использованием методов генетической трансформации (СагНш, Огоззьёе-Ба, 2002). Кроме того, антимикробные пептиды растений рассматриваются в качестве альтернативы традиционно используемым антибиотикам и антимикотикам, что особенно актуально в связи с появлением большого количества устойчивых форм патогенов. В связи с этим поиск новых высокоактивных пептидов представляется чрезвычайно актуальным.

Исследования, положенные в основу настоящей работы, были начаты в 1983 году, когда изучение структуры проламинов злаков за рубежом только начиналось, а в нашей стране еще не проводилось. В то время не были разработаны методологические подходы, которые позволили бы выделять различные проламины в виде, пригодном для структурных исследований, определять их частичные аминокислотные последовательности, проводить дисульфидное картирование. В стадии разработки находились исследования полимерных глютенинов. Хотя электрофорез запасных белков уже использовался для решении некоторых вопросов филогении видов, а также в прикладных исследованиях для идентификации сортов и определения сортовой чистоты сельскохозяйственных культур, в литературе отсутствовали данные о полиморфных белках видов растений, относящихся к семейству тыквенных, которые могли бы быть использованы в сортовом семенном контроле важнейших представителей этого семейства. Исследования же защитных белков, в частности РЯ-белков, в те годы только начинались. И хотя некоторые гены устойчивости уже были идентифицированы, механизм их действия и связь с РЯ-белками оставались неизученными. Начатые нами в 2002 г. исследования антимикробных пептидов (АМП) растений были приоритетными в нашей стране, они продолжили и развили работы зарубежных исследователей, обнаруживших АМП в растениях в начале 90-х годов. Проведенное нами исследование белков трансгенных растений, экспрессирующих двунитевую РНК, продолжило серию работ зарубежных и российских исследователей, направленных на повышение устойчивости растений к патогенам с использованием методов генетической инженерии, и позволило пролить свет на механизмы индуцированной устойчивости и роль белков в этом процессе.

В обзоре литературы диссертации, состоящем из двух разделов, отражено современное представление о структуре и свойствах основных групп запасных и защитных белков, соответственно. В соответствии с характером экспериментальной работы, в первом разделе особое внимание уделено рассмотрению проламинов пшеницы: особенностям структуры, генетическому контролю и роли в определении вязкоэластичных свойств клейковины. Во втором разделе литературного обзора рассматриваются структура и свойства основных семейств РЯ-белков и антимикробных пептидов.

Большое разнообразие белков, исследованных в настоящей работе — от самых больших из известных в природе - полимеров глютенина - до самых низкомолекулярных - антимикробных пептидов - требовало использования различных методов их выделения, разделения и очистки, а сложность компонентного состава и в ряде случаев низкое содержание в исследуемой ткани обусловливали необходимость использования современных высокочувствительных методов анализа белков: высокоэффективной жидкостной хроматографии, масс-спектрометрии, секвенирования аминокислотных последовательностей при помощи - высокочувствительного секвенатора и др. Для функциональной характеристики защитных белков необходимо было привлечение вирусологических и микробиологических методов исследования. Гетерологичная экспрессия генов антимикробных пептидов, установление структуры предшественников и анализ трансгенных растений требовали использования молекулярно-биологических методов анализа. Все это объясняет довольно большое внимание, которое уделено в работе методическим вопросам (раздел «Объекты и методы исследования»).

Экспериментальная часть так же, как и обзор литературы, включает 2 основных раздела, посвященных, соответственно, результатам исследования запасных и защитных белков. В первом разделе излагаются методы выделения и структурного анализа проламинов злаков, относящихся к суперсемейству проламинов. Приводятся результаты исследования структурных особенностей глиадинов гексаплоидной пшеницы и двух видов эгилопсов. Следующие разделы посвящены исследованию глютенинов.

Отдельный раздел посвящен сравнительной характеристике расположения дисульфидных связей у проламинов других представителей суперсемейства -2S альбумине подсолнечника и ингибиторах трипсина и а-амилазы. Дальнейшие разделы посвящены исследованию полиморфизма запасных белков семян тыквенных культур и его использованию в сортовом и семенном контроле. Раздел, посвященный результатам исследования защитных белков, начинается с характеристики PR-белков в растениях табака и томата при вирусной инфекции и перекрестной защите, затем следуют результаты по выявлению интерфероноподобных белков в листьях томатов. В следующем разделе рассматриваются трансгенные растения, экспрессирующие двунитевую РНК. В дальнейших разделах приводятся результаты исследований антимикробных пептидов и белков у представителей двух видов растений - пшеницы (Triticum kiharae)- и одуванчика (Taraxacum officinale).

Таким образом, цель настоящей работы состояла в структурно-функциональном исследовании двух важнейших групп белков растений -запасных и защитных, для решения фундаментальных проблем генетики (эволюция генов проламинов, структура глиадинкодирующих кластеров генов, филогения пшениц, генетический контроль субъединиц кукурбитина, механизм действия генов устойчивости, исследование индуцированной устойчивости трансгенных растений, экспрессирующих двунитевую РНК), биохимии (структура и свойства запасных и защитных белков) и селекции (контроль сортовой чистоты, выявление гибридов и др.).

В связи с поставленной целью решались следующие задачи:

3. изучение локализации дисульфидных связей в белках суперсемейства проламинов (глиадинов и 2Б альбуминов);

4. разработка методологии выделения, разделения и структурного анализа субъединиц и полимерных глютенинов;

5. исследование полиморфизма запасных белков у представителей семейства СисигЬкасеае: разработка методов идентификации сортов и изучение генетического контроля субъединиц кукурбитина;

6. изучение РЫ-белков и структурно-функциональных изменений хлоропластов у растений родов ШсоНапа и Ьусорегзгсоп с разными генами устойчивости Тт-1, Тт-2 и Тт-22 при вирусной инфекции и перекрестной защите;

7. изучение вирусоустойчивости и белков при инфекции ВТМ у трансгенных растений табака, несущих конструкцию, детерминирующую синтез двуцепочечной РНК;

8. разработка методологии выделения антимикробных пептидов из семян однодольных растений на примере семейства злаковых. Изучение их молекулярного полиморфизма, структуры и свойств, установление структуры предшественника нового гевеиноподобного пептида и исследование регуляции экспрессии его гена стрессовыми факторами биотической и абиотической природы;

9. разработка системы гетерологичной экспрессии генов новых антимикробных пептидов растений;

10. изучение антимикробных полипептидов представителя семейства сложноцветных.

Научная новизна и практическая ценность

Результаты проведенных исследований имеют важное теоретическое и практическое значение.

Научная новизна

Впервые разработана методология разделения и очистки различных запасных и защитных растительных белков: мономерных и полимерных проламинов (сем. Роасеае), 2Э альбуминов (сем. Аз1егасеае) и глобулинов (сем. СисигЬкасеае), РЯ-белков (сем. 8о1апасеае) и антимикробных пептидов (сем. Роасеае). Впервые изучены структурные особенности глиадинов гексаплоидной пшеницы ТгШсит аезймит, кодируемых одним кластером генов (Ш1 и 1В1), а также кластерами гомеологичных хромосом (О и В). Впервые установлено, что компоненты одного кластера генов значительно различаются по "М-концевым аминокислотным последовательностям. Выявлено существование трех типов Ы-концевых аминокислотных последовательностей у со-глиадинов. Показано, что М-концевые аминокислотные последовательности со-глиадинов, кодируемых геномом О, заметно дивергировали от аналогичных последовательностей генома В. Высказано предположение о том, что гены со- и у- глиадинов произошли в результате многократных дупликаций коротких нуклеотидных последовательностей ДНК. Выявлен значительный консерватизм аминокислотных последовательностей у-глиадинов, кодируемых хромосомами А, В и О геномов. Впервые проведено исследование глиадинов двух видов эгилопсов Ае. Кхтски и Ае. \ongissimci — предполагаемых доноров геномов полиплоидных пшениц и выявлена высокая внутривидовая изменчивость этих видов. Впервые определены Ы-концевые аминокислотные последовательности основных компонентов глиадинов Ае. (аияскИ и показало, что, как и у гексаплоидных пшениц, у эгилопсов встречаются те же типы М-концевых аминокислотных последовательностей глиадинов. Выдвинута гипотеза о том, что геном В культурных пшениц является сложным геномом, который модифицировался в ходе эволюции за счет интрогрессивной гибридизации с различными диплоидными видами, а также что генетический состав ныне существующих диплоидных видов не идентичен составу тех видов, которые участвовали в создании тетра- и гексаплоидных пшениц. Впервые для двух представителей суперсемейства проламинов - глиадина у-46 и 2S альбумина подсолнечника, проведено дисульфидное картирование. Впервые выделены и охарактеризованы ряд субъединиц глютенина. Получены новые данные в пользу участия D субъединиц глютенина в терминации роста полимерной цепи глютенинов. Впервые методом светорассеяния установлены молекулярные массы полимеров глютенина. Разработан электрофоретический и хроматографический методы анализа полиморфизма запасных белков тыквенных культур. Впервые изучено наследование субъединиц кукурбитина - основного глобулина семян тыквенных растений. Впервые исследованы PR-белки растений томатов с разными генами устойчивости (Тт-1, Тт-2 и Тт-22) к ВТМ инфекции и выявлены специфические белки, характерные для каждого генотипа, которые могут быть использованы в качестве маркеров соответствующих генов в селекционном процессе. Исследованы белки хлоропластов листьев томатов с разными генами устойчивости к ВТМ при вирусной инфекции и выявлено снижение активности фотосистемы II и транскрипционной активности пластид. Выявлено . наличие интерфероноподобных белков в листьях томатов различного генотипа. Впервые показано влияние экспрессии вставки, детерминирующей синтез двунитевой РНК, не имеющей гомологии с геномами вируса и растений табака, на уровень устойчивости трансгенных растений к тобамовирусам. В инфицированных трансгенных растениях табака выявлен индуцируемый синтез двух новых полипептидов, относящихся к семейству ß-эндоглюканаз растений. Высказано предположение об участии этих белков в системе антивирусной защиты растений. Впервые проведен систематический анализ антимикробных пептидов семян вида Triticum kiharae. Выделено 24 новых пептида, относящихся к 6 семействам антимикробных пептидов растений, и установлена первичная структура 12 из них. Изучена биологическая активность в системе in vitro 6 новых антимикробных пептидов. Обнаружено новое семейство глицин-богатых пептидов растений и новый структурный тип гевеиноподобных пептидов. Определена структура предшественника нового гевеиноподобного пептида. Исследована регуляция экспрессии гена этого пептида биотическими и абиотическими факторами среды. Разработана система гетерологичной экспрессии в прокариотической системе нового гевеиноподобного пептида Triticum kiharae. Впервые изучены дефензины предполагаемых доноров геномов полиплоидных пшениц и установлена геномная локализация генов дефензинов у гексаплоидной пшеницы. Показано, что в отличие от пшеницы, в семенах другого вида растений -Taraxacum officinale - основными детерминантами антифунгальной активности являются не антимикробные пептиды, а запасные 2S альбумины. Выдвинута гипотеза о специфичности «защитного арсенала» у разных видов растений.

Практическая ценность

Разработанные в ходе выполнения работы методы выделения со-глиадинов путем иммобилизации на тиопропил-сефарозе и разделения полимеров глютенина в агарозном геле могут быть использованы при массовом анализе образцов, что имеет большое значение в таксономических и селекционных исследованиях, а также в исследованиях молекулярно-весового распределения полимеров глютенинов в зависимости от технологических характеристик клейковины и более детального исследования структуры полимеров глютенинов. Электрофорез полимеров глютенинов может найти и более широкое применение для исследования полимеров белков сходного размера.

Полиморфизм альбуминов и глобулинов семян тыквенных культур, выявляемый с помощью электрофоретических и хроматографических систем, разработанных в ходе проведенных исследований, может быть использован в селекции, поскольку позволяет идентифицировать генетически отдаленные образцы огурца, а также районированные сорта тыкв. Созданный каталог аллельных вариантов субъединиц кукурбитина позволяет идентифицировать сорта тыкв отечественной селекции и является экспресс-методом определения сортовой чистоты семян тыкв в сравнении с традиционно используемым грунтконтролем.

Специфические белки, синтезирующиеся в растениях томатов с у разными генами устойчивости к ВТМ (Тт-1, Тт-2 и Тт-2") в ответ на инфицирование, могут быть использованы в качестве маркеров соответствующих генов в селекционном процессе.

Выделенные в ходе выполнения настоящей работы антимикробные пептиды имеют большое практическое значение, так как их гены могут быть использованы для трансформации растений с целью повышения их устойчивости к фитопатогенным бактериям и грибам с использованием методов генетической инженерии. Сами пептиды могут быть использованы в качестве безопасных консервантов пищевых продуктов в пищевой промышленности, поскольку они являются природными компонентами семян пшеницы. Серьезную проблему практическому применению растительных АМП служит высокая стоимость производства. Получение растительных АМП с помощью методов генетической инженерии является перспективным путем решения этой проблемы. Нами впервые для растительных цистеинбогатых АМП разработана система гетерологичной экспрессии в клетках прокариот. Результаты работы предполагается использовать для разработки технологии производства АМП. Основные положения, выносимые на защиту:

1. глиадины одного кластера генов, локализованного на коротком плече хромосом первой гомеологичной группы: хромосомы Ш (блок Ш1) и хромосомы 1В (блок 1В1), существенно различаются по Ы-концевым аминокислотным последовательностям. Это означает, что в процессе эволюции у предков пшеницы произошло совмещение в один кластер генов, кодирующих со- и у-глиадины. >Т-концевые аминокислотные последовательности со-глиадинов, кодируемых геномом Б, значительно дивергировали от последовательностей со-глиадинов генома В. В то же время аминокислотные последовательности у-глиадинов, кодируемых хромосомами А, В и О, существенно более консервативны. Хромосомы шестой гомеологичной группы, по всей видимости, кодируют проламины, значительно отличающиеся от проламинов хромосом первой гомеологичной группы.

2. расположение дисульфидных связей - важнейших пост-трансляционных модификаций белков- в двух группах запасных белков суперсемейства проламинов, глиадинах и 2Б альбуминах, сходно, но отличается от такового у других членов суперсемейства - ингибиторов а-амилаз и трипсина злаков. Эти различия, по всей вероятности, связаны с необходимостью взаимодействия между ингибиторами и активными центрами ферментов-мишеней;

4. у растений табака и томатов, содержащих различные гены устойчивости к ВТМ (гены N и Ы' у табака и гены Тт-1, Тт-2 и Тт-2" у томата), в ответ на вирусную инфекцию синтезируются специфические РЯ-белки, относящиеся к защитной системе растений и отражающие особенности действия генов устойчивости, которые могут быть использованы в качестве маркеров соответствующих генов в селекционном процессе;

5. высокий молекулярный полиморфизм защитных пептидов у мягкой пшеницы ТгШсит кШагае Оого£ е1 М^шсЬ, реализуемый как на генном, так и на пост-транскрипционном уровнях, обеспечивает эффективную защиту от разнообразных патогенов и стрессовых факторов среды, что обусловливает адаптацию пшеницы к неблагоприятным условиям окружающей среды и объясняет широкое распространение по всем континентам и климатическим зонам Земного шара. Детерминанты антифунгальной активности дефензинов семейства Роасеае локализованы в С-концевой области их молекул; 6. набор защитных полипептидов, участвующих в борьбе растений с патогенами и абиотическим стрессом («защитный арсенал» растений), видоспецифичен и уникален для каждого вида растений. Апробация работы и публикации

Основные материалы диссертации были представлены на I национальной конференции по иммуногенетике растений (София, Болгария, 1986), III международном совещании по белкам клейковины (Будапешт, Венгрия, 1987), III международном симпозиуме по биохимической идентификации сортов (Ленинград, 1987), VI Всесоюзном симпозиуме «Молекулярные механизмы генетических процессов» (Москва, 1987), Всероссийской конференции "Физиолого-биохимические основы иммунитета" (Уфа, 1988), II съезде биохимического общества РАН (Москва, 1997), международной конференции «Биология клеток растений in vitro, биотехнология и сохранение генофонда» (Москва, 1997), международном симпозиуме по взаимодействиям белковых комплексов (Берлин, Германия, 1997), VII международной конференции по белкам клейковины (Бристоль, Великобритания, 2000), II международной конференции «Геномика, протеомика и биоинформатика для медицины» (Москва, 2004), III сьезде общества биотехнологов России (Москва, 2005), VIII чтениях, посвященных памяти академика Ю.А. Овчинникова (Москва, 2006), международном симпозиуме "Сигнальные системы клеток растений: роль в адаптации и иммунитете" (Казань, 2006), II Российском симпозиуме «Белки и пептиды» (Пущино, 2007), III международном симпозиуме «Проблемы биохимии, радиационной и космической биологии» (Дубна, 2007), международной конференции «Современная физиология растений: от молекул до экосистем» (Сыктывкар, Россия, 2007), международной конференции. «Научное наследие Н.И. Вавилова - фундамент развития отечественного и мирового сельского хозяйства» (Москва, 2007), 2-й Вавиловской международной конференции «Генетические ресурсы культурных растений в XXI веке» (С.Петербург, 2007), Отчетных сессиях по программе Президиума РАН «Биоразнообразие и динамика генофондов» (подпрограмма II «Динамика генофондов») (Москва, 2005, 2006, 2007, 2008), IV съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов (Новосибирск, 2008), V съезда общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова (Москва,

2008), II Всероссийской конференции «Современные проблемы иммунитета растений к вредным организмам» (С.-Петербург, 2008), IV Российского симпозиума «Белки и пептиды» (Казань, 2009), V съезде ВОГИС (Москва,

2009), V международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2009), международном симпозиуме по взаимоотношениям растений с патогенами (Ванкувер, Канада, 2009).

По теме диссертации опубликовано 49 статей в Российских и зарубежных журналах и глава в монографии. Отдельным изданием в виде методических указаний опубликована методика электрофоретического анализа белков семян тыквенных и капустных культур для контроля сортовой чистоты и селекции, получены 2 авторских свидетельства и 1 патент.

Личный вклад автора в работу

Настоящая работа была начата автором в 1983 году в лаборатории биохимической генетики Института общей генетики РАН под руководством академика ВАСХНИЛ А. А. Созинова, продолжена в лаборатории генетических методов селекции растений, а затем в лаборатории генетики растений под руководством проф. В.А. Пухальского. Отдельные этапы работы проводились совместно с лабораторией запасных белков Бристольского университета (Long Ashton Research Station, Великобритания), руководимой проф. П. Шьюри, а также с группой антимикробных пептидов растений, руководимой проф. Ц.А. Егоровым, лаборатории нейрорецепторов и нейрорегуляторов Института биоорганической химии им. акад Шемякина и Овчинникова, возглавляемой член-корр. РАН Е.В. Гришиным. Автор лично принимал участие в разработке методологии, а также в разделении и структурном анализе всех представленных в диссертации групп белков: проламинов пшеницы, альбуминов и глобулинов тыквенных культур, PR-белков и антимикробных белков и пептидов. Автор лично проводил биохимический анализ хлоропластов при вирусной инфекции и анализ трансгенных растений, экспрессирующих двунитевую РНК. Автор принимал активное участие в разработке системы гетерологичной экспрессии антимикробных пептидов и клонированию гена одного из них. В экспериментальной работе также принимали участие аспиранты Янаудите P.JL и Дегтяренко Л.В., а также соискатель Коростылева Т.В.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Одинцова, Татьяна Игоревна

выводы

1. Разработана методология разделения и очистки запасных и защитных белков растений, позволяющая проводить структурно-функциональный анализ мономерных и полимерных проламинов (сем. Роасеае), 2Э альбуминов (сем. Аз1егасеае), глобулинов (сем. СисигЬНасеае), РЫ-белков (сем. 8о1апасеае) и антимикробных пептидов (сем. Роасеае).

2. Впервые у гексаплоидной пшеницы ТгШсит аезИчит проведено определение и сравнение Ы-концевых аминокислотных последовательностей глиадинов, кодируемых одним кластером генов (Ш1 и 1В1), а также кластерами гомеологичных хромосом (Э и В). Установлено, что компоненты одного кластера генов, локализованного на коротком плече хромосомы Ш (блок Ш1 у пшеницы Безостая 1) и хромосомы 1В (блок 1В1), существенно различаются по И-концевым аминокислотным последовательностям. У со-глиадинов выявлено существование трех типов М-концевых аминокислотных последовательностей и показано, что И-концевые аминокислотные последовательности ш-глиадинов, кодируемых геномом Б, значительно дивергировали от последовательностей со-глиадинов генома В. В то же время выявлен значительный консерватизм аминокислотных последовательностей у-глиадинов, кодируемых хромосомами А, В и Э.

3. В со- и у-глиадинах обнаружены короткие повторяющиеся олигопептидные мотивы, что дает основание полагать, что гены со- и у-глиадинов произошли в результате многократных дупликаций коротких нуклеотидных последовательностей ДНК.

4. Исследование глиадинов двух видов эгилопсов Ае. здиаггоза и Ае. предполагаемых доноров геномов В и О пшеницы, выявило высокую внутривидовую изменчивость этих видов и показало, что у эгилопсов встречаются те же типы КГ-концевых аминокислотных последовательностей глиадинов, как у гексаплоидных пшениц. Таким образом, хотя гены проламинов и претерпевали изменения в ходе эволюции за счет мутаций и хромосомных перестроек, определенная часть их последовательностей оставалась консервативной в течение длительного эволюционного периода.

5. Дисульфидное картирование двух представителей суперсемейства проламинов - глиадина у-46 пшеницы и 28 альбумина подсолнечника выявило высокий консерватизм расположения дисульфидных связей как между глиадинами и 28 альбуминами, так и в пределах каждой из этих групп белков. В то же время у других членов суперсемейства проламинов, ингибиторов а-амилаз и трипсина злаков, только две дисульфидные связи с участием двух соседних остатков цистеина сохраняют свое положение. Эти различия, по всей видимости, связаны с необходимостью поддерживать структуру активных центров при взаимодействии с ферментами-мишенями.

6. При исследовании субъединиц глютенина гексаплоидной пшеницы Т. аезНуит. обнаружена новая О субъединица глютенина и показана ее роль в терминации роста полимерной цепи глютенинов, определяющей качество клейковины пшеницы. Показан консерватизм аминокислотных последовательностей в окружении остатков цистеина у высокомолекулярных субъединиц глютенина НМ\Ух7 и НМ\Уу18, и аллельной пары НМ\¥х7 и НМ\\^у9, обусловливающих хорошие вязко-эластичные свойства клейковины, что свидетельствует о ключевой роли дисульфидных связей в формировании надмолекулярной структуры клейковинного комплекса.

9. Впервые изучено наследование субъединиц кукурбитина — основного глобулина семян тыквенных культур. Показано, что: компоненты электрофоретического спектра кукурбитина наследуются кодоминантно при отсутствии эффекта дозы генов. Аллели представлены отдельными полипептидами в электрофоретическом спектре, различающимися по относительной подвижности, а синтез вариабельных компонентов кукурбитина контролируется 4 независимыми локусами.

11. Изучены РЯ-белки, относящиеся к защитной системе растений, у томатов с разными генами устойчивости (Тт-1, Тт-2 и Тт-2 ) к ВТМ инфекции. Обнаружены специфические белки, характерные для каждого генотипа, которые могут быть использованы в качестве маркеров соответствующих генов в селекционном процессе.

12. Впервые исследованы трансгенные растения табака, экспрессирующие двунитевую РНК, не имеющую гомологии с геномами вируса и табака, и показано повышение устойчивости трансгенных растений к тобамовирусам. В инфицированных трансгенных растениях выявлен индуцируемый инфицированием синтез двух новых полипептидов, относящихся к PR-белкам -семейству р-эндоглюканаз растений. Высказано предположение об участии этих белков в системе антивирусной защиты растений.

16. Выявлен молекулярный полиморфизм в пределах семейств антимикробных пептидов ТгШсит кгкагае, который реализуется как на генном уровне (дефензины), так и на посттранскрипционном уровне (4-СуБ и б-СуБ пептиды). Показано, что семейство дефензинов ТгШсит кШагае структурно неоднородно, и состоит, по крайней мере, из трех подсемейств, имеющих, по всей вероятности, различное эволюционное происхождение. Установлено, что детерминанты антифунгальной активности дефензинов семейства Роасеае локализованы в С-концевой области молекулы.

17. Впервые изучены дефензины ТгШсит топососсит, ТгШсит игаПи, ТгШсит ЪогоИсит, Aegilops ъциаггоза и Aegilops зреко'^ез, предполагаемых доноров геномов полиплоидных пшениц. Сравнение дефензинов полиплоидных пшениц с дефензинами диплоидных видов свидетельствует о том, что структура дефензинов высоко консервативна в эволюции. Установлена геномная локализация генов дефензинов. Показано, что дефензины 01.1 и 01.2 кодируются геномом А, 03.1 и П6.1 - геномом В, ОЗ и 1)6 - геномом Э.

18. Среди антимикробных пептидов ТгШсит кШагае идентифицирован новый пептид \VAMP-1, относящийся к ранее неизвестному структурному типу гевеиноподобных пептидов растений, обладающий высокой антифунгальной и антибактериальной активностями. Определена нуклеотидная последовательность кДНК, кодирующая предшественник пептида \УАМР-1а и показано, что в пшенице экспрессируются еще две высокогомологичные мРНК. Установлена структура предшественников пептида "\УАМР-1а и его гомологов и показано, что они состоят из сигнального пептида, зрелого пептида и С-концевого продомена. Исследование регуляции экспрессии гена пептида \УАМР-1 выявило высокий уровень экспрессии гена в проростках, а также повышение экспрессии в ответ на солевой стресс и заражение некоторыми фитопатогенными грибами, что свидетельствует об участии этого пептида в защите растений пшеницы от патогенов и солевого стресса. Разработана система гетерологичной экспрессии в прокариотической системе нового гевеиноподобного пептида Triticum kiharae WAMP-la. позволившая получить рекомбинантный пептид, идентичный нативному, с высоким выходом. Предложенная бактериальная система экспрессии может быть использована при разработке технологии получения антимикробных пептидов.

19. Сравнение антимикробных полипептидов двух видов растений -однодольных Triticum kiharae и двудольных Taraxacum officinale, свидетельствует о видоспецифичности «защитного арсенала» растений. В отличие от пшеницы, в семенах Taraxacum officinale основными детерминантами антифунгальной активности являются не антимикробные пептиды, а запасные 2S альбумины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Важнейшей группой белков растений являются защитные белки, которые позволяют растениям противостоять множеству патогенов, с которыми оно сталкиваются в течение жизни. Наряду с компонентами клеточной стенки, создающими структурный барьер на пути проникновения инфекции, белки с антимикробными свойствами, как и вторичные метаболиты - антисипины (VanEtten et al., 1994; Osbourne, 1996) - выступают в роли конститутивных средств «химической защиты» от патогенов. Эти защитные барьеры формируют «первую линию обороны», препятствуя колонизации клеток растения большинством микроорганизмов (Landa et al., 2002; Chassot et al., 2007). Однако такая защита не является эффективной в отношении всех патогенов, поэтому в растениях существуют дополнительные механизмы, которые активируются при инфицировании (Durrant, Dong, 2004; Truman et al., 2007). К таким индуцибельным защитным реакциям относятся: укрепление «структурного» барьера - клеточных стенок, развитие сверхчувствительной реакции, сопровождающейся образованием активных форм кислорода, накопление токсичных для патогенов вторичных метаболитов (фитоалексинов, таннинов и фенольных соединений), а также образование так называемых белков, связанных с патогенезом, PR-белков (см. обзоры Van Loon et al., 1994; Van Loon, Van Strien, 1999; Van Loon et al., 2006). Эти белки были впервые обнаружены в растениях табака, несущих ген сверхчувствительности N, при заражении ВТМ.

Термином PR-белки в настоящее время обозначают индуцибельные защитные белки (inducible defense-related proteins) (Van Loon et al., 2006). К началу наших исследований роль PR-белков в защитных реакциях растений и патогенезе была неизвестна. Хотя они впервые и были обнаружены в растениях табака, несущих доминантный ген N и обладающих сверхчувствительной реакцией на заражение ВТМ, при инфицировании вирусом, не была понятна их связь с генами устойчивости и защитой от вирусной инфекции, как и сама природа генов устойчивости - Я-генов (и продуктов этих генов). X. Флор был первым фитопатологом, который исследовал генетические основы устойчивости одновременно у растения и патогена и сформулировал гипотезу «ген-на-ген» (Flor, 1942, 1955, 1971). Согласно этой гипотезе для активации защитных реакций необходимо наличие доминантного гена устойчивости R у растения и доминантного гена авирулентности Avr у патогена. Специфическое взаимодействие продуктов этих генов приводит к активации защитных реакций (в виде сверхчувствительной реакции) и накоплению соединений, токсичных для патогена. К началу наших исследований R гены были идентифицированы у ряда растений, однако биохимические процессы, которые инициируются инфицированием при несовместимой и совместимой комбинациях растение-патоген, лежащие в основе защитных реакций, изучены не были.

Наши исследования PR-белков в растениях табака и томата с разными генами устойчивости к ВТМ при заражении различными штаммами вирусов (пробивающими и не пробивающими устойчивость) позволили получить новые данные о механизмах иммунитета растений и генных взаимоотношениях между хозяином и патогеном.

Изучение спектров PR-белков, как звена в цепи защитных реакций растений, было проведено на ряде видов и сортов табака. Наряду с сортами и видами табака, спектр PR-белков которых был известен из литературы, нами впервые были исследованы PR-белки у ряда ранее не изученных сортов и видов, таких как N. tabacum сорта Samsun EN (ген ÍV") и Java (ген N") и гибридный табак Терновского (N. glutinosa х N. tabacum сорта Duibek 44) (ген N). Во всех случаях при сверхчувствительной реакции на заражение (защитной реакции с образованием локальных некрозов) наблюдалась индукция синтеза PR-белков. При этом все исследованные сорта табака содержали 4 одинаковых PR-белка (Ьь b2, b¿ и b4). Таким образом, нами показано отсутствие межсортовых различий по спектрам PR-белков у вида N. tabacum. Отсутствие межсортовых различий было выявлено нами также и по низкомолекулярным PR-белкам (АМП) (см. ниже). В то же время анализ набора PR-белков у представителей разных видов табака выявил межвидовые различия (видоспецифичность спектров PR-белков), что позволяет использовать их как генетические маркеры при исследовании филогении рода Nicotiana.

Наши исследования показали, что в отличие от сверхчувствительной реакции, при системной инфекции на ВТМ (при развитии мозаичного заболевания), независимо от наличия генов сверхчувствительности, синтез PR-белков у видов N. sylvestris и N. tabacum не индуцируется, то есть инфекция ВТМ в случае системной реакции не приводит к индукции PR-белков.

Исследование спектра PR-белков у гибридного табака Терновского выявило интересную особенность: отсутствие PR-белка (Ы"), характерного для одного из родителей этого вида - N. glutinosa. До наших исследований было известно, что межвидовые и межсортовые гибриды рода Nicotiana содержат PR-белки, присущие обоим родителям, то есть наследование этих белков является кодоминантным и подчиняется законам Менделя (Ahí et al., 1982). В гибридном табаке Терновского, по-видимому, утрачивается способность к экспрессии одного из родительских генов PR-белков, а именно PR-белка Ы" вида N. glutinosa, возможно, за счет механизма посттранскрипционного «умолкания» генов у гибрида Изменение экспрессии PR-белка Ы" наблюдалось также и у гибрида N. glutinosa х N. debneyi, в котором этот белок экспрессировался в здоровых растениях, т. е. конститутивно, тогда как у каждого из родителей экспрессия этого PR-белка наблюдалась лишь при инфицировании вирусом.

Другой особенностью гибридного табака Терновского являлась экспрессия трех новых PR-белков (помимо Ьь Ьг, Ьз, ЬД характеризующихся более высокой молекулярной массой (34 и 35 кДа) и предположительно являющихся хитиназами. Еще одной уникальной чертой гибридного табака Терновского является обнаруженный нами факт, что у этого гибрида PR-белки синтезируются как при сверхчувствительной реакции на ВТМ, так и при системной реакции на ВОМ-1. Отсутствие непосредственной связи между устойчивостью и синтезом PR-белков было подтверждено дальнейшими исследованиями мутантов арабидопсиса nprl. Хотя у этих мутантов не происходила экспрессия генов PR-белков, устойчивость в виде сверхчувствительной реакции на заражение бактериальными патогенами, такими как P. syringae и P. parasitica, сохранялась (DeLaney et al., 1995).

Поскольку в литературе отсутствовали данные о том, происходит ли активация синтеза PR-белков только при заражении патогенами, или и при иных стрессовых воздействиях, мы исследовали влияние поранения листьев на индукцию PR-белков. Оказалось, что поранение листьев, приводящее к некротизации ткани листа, как и вирусная инфекция, сопровождается образованием PR-белков (Ь| и Ь2). Эти белки не появлялись при «инокуляции» водой с карборундом без некротизации ткани листа. Таким образом, было показано, что механическое повреждение листьев, сопровождающееся сильной некротизацией листьев, приводит к индукции синтеза PR-белков. Литературные данные по этому вопросу были противоречивы. Так, некротизация листьев табака, вызванная инъекцией неорганических соединений ВаСЬ и H3P04j не индуцировала образование PR-белков. Салициловая кислота, являющаяся индуктором защитных реакций, вызывает образование PR-белков, однако не приводит к некротизации ткани (Camacho Henriquez, Sänger, 1982а). Таким образом, из результатов наших исследований и двнных литературы следовало, что за сверхчувствительную реакцию, индукцию устойчивости и синтез РЯ-белков ответственны разные гены.

Представляло интерес установить распределение РЯ-белков по растению. На примере гибридного табака Терновского мы показали, что при заражении как атгенуированным У-69, так и резким Я штаммами ВТМ РЯ-белки в наибольшей степени накапливаются в непосредственной близости от некрозов. По мере удаления от них, количество РЯ-белков сильно уменьшается. В неинокулированных молодых верхних листьях зараженных растений нами обнаружен лишь один РЯ-белок (ЬО в следовых количествах.

Подобно РЯ-белкам табака, исследования РЯ-белков томатов с разными генами устойчивости к ВТМ, представляли интерес для выяснения генных отношений вируса с растением-хозяином при разных типах устойчивости. Нами впервые были исследованы белки листьев растений томатов различного генотипа (чувствительных к заражению ВТМ, а также несущих гены устойчивости Тт-1, Тт-2 и Тт-2 ) при заражении разными штаммами вируса: вирулентными, вызывающими симптомы мозаики) и авирулентными (бессимптомными). Ген Тт-1 обеспечивает устойчивость по типу толерантности, при которой вирус распространяется по растению, однако подавлено его размножение. Гены сверхчувствительности Тт-2 и Тт-22 вызывают некротическую реакцию на заражение соответствующими штаммами ВТМ. Исследования электрофоретических спектров белков показали, что заражение разными штаммами ВТМ как в томатах-дифференциаторах, так и в изогенных линиях томатов приводит к изменениям белкового состава листьев, причем наибольшие изменения наблюдались через 2 недели после заражения и лишь в растениях с явными симптомами заболевания. Наблюдаемые изменения в белках могли быть, с одной стороны, следствием развития патофизиологического процесса, в пользу чего свидетельствовало наличие корреляции между изменениями в белках и тяжестью заболевания, а с другой, следствием развития приобретенной устойчивости. Отсутствие каких-либо видимых изменений в спектре кислоторастворимых белков в устойчивых растениях при заражении их непробивающими устойчивость штаммами ВТМ, на наш взгляд, связана с тем, что блокировка инфекции происходит в относительно небольшом числе первично инфицированных клеток. В нашей работе отсутствие изменений в спектре белков наблюдалось не только в случае наличия в генотипе одного из генов устойчивости, но и в линиях, содержащих одновременно оба гена: толерантности (Тт-1) и сверхчувствительности (Тт-22). Лишь в последние годы, когда были опубликованы данные о клонировании генов Тт-2 и Тт-22, появилась возможность предположить механизм защиты, обусловленный этими генами. Было показано, что, как и большинство генов устойчивости R, гены Тт-2 и Тт-22 кодируют белки, относящиеся к семейству рецепторных белков класса CC-NBS-LRR. Оба гена различаются всего по 7 позициям нуклеотидов, которые ведут лишь к 4 аминокислотным заменам, две из которых расположены в нуклеотид-связывающем сайте, а две другие — в лейцин-богатом домене молекулы белка. (Lanfermeijer et al., 2005). Как и в случае продуктов других R генов, взаимодействие рецепторов, кодируемых генами Тт-2 или Тт-2 , с продуктом доминантного гена Avr патогена приводит к активации защитных механизмов и к развитию устойчивости по типу реакции сверхчувствительности. В случае томатов с генами сверхчувствительности Тт-2 и Тт-22 таким продуктом гена Avr является транспортный белок вируса (Weber et al., 1993; Weber, Pfitzner, 1998). Предполагается, что в результате взаимодействия рецептора — продукта гена R- с транспортным белком происходит блокировка ближнего транспорта вируса. N-концевой участок участвует в передаче сигнала, а С-концевой участок лейцин-богатого (LRR) домена - в узнавании транспортного белка (Lanfermeijer et al., 2003, 2005).

В отличие от генов сверхчувствительности, ген Тт-1 обеспечивает устойчивость к ВТМ за счет ингибирования размножения вируса, одновременно не препятствуя его распространению по растению. Еще в ранней работе Р. Фрезера было показано, что в растениях, гетерозиготных по гену Тт-1, размножение вируса подавлено на 70%, а в гомозиготных - на 95% (Fraser, Loughlin, 1980). Исследования мутантных штаммов вируса, преодолевающих устойчивость, обусловленную геном Тт-1, показало, что детерминанты вирулентности вируса локализованы в гене репликазы (Hamamoto et al., 1997).

Недавно проведенное исследование штамма ВТМ ToMVl-2, способного преодолевать устойчивость, обусловленную двумя генами устойчивости (генотип Тт-1/Тт-2), в сравнении с авирулентным штаммом ToMVl, выявило 30 нуклеотидных замен, из которых 6 приводят к заменам аминокислот, две из них находятся в метилтрансферазном/геликазном домене репликазы, две - в транспортном белке и 2 - в белке оболочки. Было показано, что замены в гене репликазы позволяют штамму ToMVl-2 преодолевать устойчивость, обусловленную геном Тт-1, а замены в гене транспортного белка -устойчивость, связанную с геном Тт-2 (Strasser, Pfïtzner, 2007).

Изменения в экспрессии генов, которые сопровождают толерантность, до сих пор мало изучены. Полученные нами данные на уровне белков свидетельствуют о том, что при развитии толерантности (в комбинации томаты с геном Тт-1 - штамм вируса 0) не наблюдается увеличения экспрессии ряда генов, экспрессия которых возрастает при заражении чувствительных растений томатов (не содержащих генов устойчивости) этим же штаммом, приводящим к развитию мозаики. Можно предположить, что при толерантности, экспрессия генов, участвующих в развитии мозаичного заболевания, подавлена. Наше предположение нашло подтверждение в последующих исследованиях природы толерантности на модельной системе Lycopersicon esculentum Mill - и грибной патоген, вызывающий вилт, Verticillium dahliae Kleb. (Robb et al., 2007).

-Проведенные нами исследования взаимодействий растений томатов различного генотипа (с генами устойчивости Тт-1, Тт-2 и Тт-22) в ответ на инфекцию ВТМ при развитии инфекционного процесса позволили выявить специфические белки, характерные лишь для растений определенного генотипа, что открывает возможности использования этих белков в качестве маркеров в генетических исследованиях и селекционном процессе. Обнаруженное нами отсутствие изменений в спектрах кислоторастворимых белков в томатах разных генотипов, не поражаемых соответствующими штаммами ВТМ, указывает на то, что процессы естественного иммунитета не связаны с заметными изменениями в составе PR-белков.

Как отмечалось выше, изменения в спектре кислоторастворимых белков наблюдались при развитии инфекционного процесса, проявлявшегося в симптомах мозаики. Очевидно, что в основе развития мозаичного заболевания лежит нарушение структуры и функции хлоропластов. Было установлено, что в растениях томатов различного генотипа при явных симптомах мозаичного заболевания наблюдаются существенные изменения в ультраструктуре пластид и составе мембранных и растворимых белков, приводящих к нарушению фотосинтеза и транскрипционной активности хлоропластов. Однако снижение транскрипционной активности хлоропластных генов выражено слабее в генотипах с генами устойчивости. Таким образом, наличие генов устойчивости положительно влияет на функции хлоропластов при вирусной инфекции. Кроме того, нами показано, что в мозаичных растениях существенно подавлена активность фотосистемы II. Нарушения фотосистемы II при инфицировании патогенами были подтверждены последующими исследованиями (Jones et al., 2006).

Наши исследования белков, образующихся в растениях томатов различного генотипа при совместимой комбинации растение-патоген, помимо специфических белков, выявило и общие - белки, к которым относятся: полипептид с молекулярной массой 15 кДа, названный PI5, и два полипептида с молекулярными массами 79 и 31 кДа, названные, соответственно, Р79 и Р31. Поскольку эти белки обнаруживались в растениях томатов всех исследованных генотипов, их образование, по-видимому, не связано с генами устойчивости. Полученные нами данные по характеристике белка Р15 позволяют предположить, что сходный белок был обнаружен А. Камачо и X. Сэнгером в растениях томатов, не содержащих генов устойчивости, при заражении вироидом и грибом (Camacho Henriquez, Sänger, 1982а, 1984). Белок PI5 томатов гомологичен PR-белку табака Ы и относится к семейству белков PR-1. Впоследствии родственные белки были обнаружены в томатах при инфицировании оомицетом Phytophthora infestans и грибом Cladosporiiim fulvum (Joosten et al., 1990). У белка bl табака была выявлена антифунгальная активность (Antoniw et al., 1980; Sels et al., 2008), однако показано, что он не действует на бактерии (Rayapuram et al., 2008). Антифунгальная активность была продемонстрирована и для PR-1 белков томатов (Niderman et al., 1995).

При развитии мозаичного заболевания у томатов всех генотипов, помимо белка PI5, нами было отмечено увеличение синтеза двух других PR-белков- Р79 и Р31. Белок Р79. по всей видимости, является щелочной эндопротеиназой, идентифицированной П. Вера и М. Конейеро (Vera, Conejero, 1988). Последующие исследования показали, что протеолитические ферменты являются мощным оружием в защите от патогенов. Для борьбы с ним патогены используют различные ингибиторы. У томатов помимо вышеупомянутой протеиназы Р-69, являющейся субтилизиноподобной сериновой протеиназой, недавно была обнаружена новая папаиноподобная внеклеточная цистеиновая протеиназа. В свою очередь, у оомицета Ph. infestans существует целое семейство внеклеточных ингибиторов сериновых протеиназ, способных подавлять активность протеиназы Р-69, и ряд цистатиноподобных ингибиторов, подавляющих активность цистеиновой протеиназы томатов (Tian et al., 2007). Белок Р31, по всей видимости, является хитиназой. В пользу этого предположения свидетельствует исследование белков апопластов листьев томатов при инфицировании Cladosporhim fulvitm, продолжившее нашу работу, в котором было выявлено несколько хитиназ с близкими к РЗ1 молекулярными массами (26, 27, 30 и 32 кДа) и две 1,3-бета-глюканазы (33 и 35 кДа) (Joosten, De Wit, 1989). Поскольку, как показали дальнейшие исследования, белки Р15, Р69 и Р31, появлявшиеся в растениях различного генотипа при инфицировании вирулентными штаммами ВТМ, обладают антифунгальной или гидролитической активностями, можно предположить их участие в приобретенной устойчивости против грибных патогенов. Одним из проявлений приобретенной устойчивости является перекрестная защита. Этот феномен заключается в том, что чувствительное растение, системно инфицированное определенным изолятом вируса, становится более устойчивым к повторному заражению родственным изолятом этого же вируса. Наиболее вероятным механизмом перекрестной защиты является «умолкание» генов. Предполагается, что «защищающий» вирус индуцирует умолкание как собственной, так и гомологичной РНК и таким образом выступает в роли элиситора природного механизма антивирусной защиты (Angelí, Baulcombe, 1997). Проведенное нами исследование белков при перекрестной защите позволило выявить накопление вышеупомянутых белков Р15 и Р31, а также подавление экспрессии целого ряда клеточных белков. Мы полагаем, что белки Р15 и Р31 могут участвовать в подавлении репликации патогенного штамма вируса и/или снижении экспрессии ряда генов, ответственных за проявление симптомов заболевания (мозаики) при заражении вирулентным штаммом вируса.

В связи с обнаружением множественных изменений в белках растений томатов различного генотипа при инфекции ВТМ возник вопрос о наличии среди них интерфероноподобных белков — важнейших компонентов противовирусной защиты у животных. Накапливавшиеся к началу настоящей работы данные свидетельствовали в пользу того, что в растениях существует механизм защиты от вирусов, связанный с синтезом интерфероноподобных белков (Бе1а, 1981).

В нашей работе был проведен поиск белков, гомологичных р-интерферону человека, в восприимчивых растениях томатов, а также в томатах с генами устойчивости (Тт-1 и Тт-22) с использованием иммунохимического подхода -иммуноблоттинга с антителами к Р-интерферону человека. Мы показали, что среди кислоторастворимых белков листьев томатов различного генотипа есть три низкомолекулярных белка, иммунологически сходные с Р-интерфероном человека. Один из них практически совпадает по электрофоретической подвижности с р-интерфероном человека, два других обладают несколько большей молекулярной массой. Интерфероноподобные белки были обнаружены нами как в зараженных, так и в здоровых растениях, где, возможно, существуют предшественники интерфероноподобных белков, которые активируются при инфекции. Мы исследовали накопление интерфероноподобных белков в растениях томатов различного генотипа (с разными генами устойчивости к ВТМ) и обнаружили существенное увеличение содержания интерфероноподобных белков в томатах с геном сверхчувствительности Тт-22 при инфицировании растений штаммом вызывающим системный некроз. У растений с геном толерантности Тт-1 содержание интерфероноподобных белков в контроле и в растениях, зараженных О штаммом ВТМ, практически одинаково, а в растениях, инфицированных штаммом I группы даже ниже, чем в контроле. По всей вероятности, в случае устойчивости по типу толерантности у томатов не происходит индукции интерфероноподобного механизма противовирусной защиты. Интерфероноподобные белки выявлялись и в восприимчивых томатах, не содержащих генов устойчивости, причем их содержание при инфицировании вирусом заметно увеличивалось. Таким образом, наши данные свидетельствуют о том, что механизм защиты растений, связанный с активацией интерфероноподобных белков, относится к неспецифической реакции растений на вирусную инфекцию и не связан с геном сверхчувствительности. Можно предположить, что роль гена сверхчувствительности, скорее всего, состоит в том, что он определяет, когда после инфицирования и в каком количестве интерфероноподобные белки будут синтезироваться. Результаты настоящей работы свидетельствуют о том, что в растениях, как и в животных клетках, одним из защитных механизмов является индуцированное вирусной инфекцией образование антивирусных интерфероноподобных веществ.

Изучение механизмов индуцированной устойчивости и участия белков в этих процессах было продолжено нами при изучении трансгенных растений табака, экспрессирующих гетерологичную двухцепочечную РНК бактериального происхождения. Исследование устойчивости трансгенных растений к вирусам показало, что они обладают повышенной устойчивостью к заражению по сравнению с нетрансгенными растениями, что проявлялось в задержке развития симптомов заболевания, изменении их характера, а в некоторых случаях сопровождалось также снижением накопления белка оболочки вируса в тканях растения. Исследование белков листьев трансгенных растений привело к обнаружению двух новых белков с молекулярными массами 25 и 30 кДа, которые появлялись при инфицировании ВТМ. Изучение структуры белка с молекулярной массой 30 к Да показало, что он обладает гомологией с р-эндоглюканазами растений, многие из которых, как известно, относятся к PR-белкам. По всей видимости, белок с молекулярной массой 30 кДа является новым ранее неизвестным представителем семейства Р-эндоглюканаз, в регуляции экспрессии которого участвует днРНК. Можно предположить, что для активации экспрессии этой глюканазы необходим некий вирусный фактор, поскольку обнаруженный нами белок появлялся лишь в растениях, инфицированных высокопатогенным штаммом ВТМ N22, что свидетельствует в пользу его участия в патогенезе или защите.

Как показали наши и последующие исследования, хотя некоторые PR-белки обладают антимикробной активностью in vitro и их накопление в растениях связано с механизмами устойчивости, прямое участие этих белков в защите в ряде случаев не показано. Некоторые из них обладают ферментативной активностью, в частности, хитиназной или глюканазной, что служит основанием для предположения об их участии в деградации клеточных стенок грибов. Другие ферментативные активности, по всей видимости, связаны с развитием сверхчувствительной реакции или с реструктурированием клеточной стенки (например, пероксидазная). В последние десятилетия к группе PR-белков добавилось несколько новых классов низкомолекулярных белков, молекулярная масса которых <10 кДа.

Эти PR-белки, получившие название АМП, и были детально исследованы в настоящей работе. Нами впервые было проведено систематическое изучение АМП у представителей однодольных и двудольных растений. В качестве объекта исследования были выбраны виды, обладающие повышенной устойчивостью к патогенам - синтетический аллополиплоид Triticum kiharae (семейство Роасеае) и одуванчик лекарственный Taraxacum officinale (сем. Asteraceae).

Детальный анализ АМП, присутствующих в одном виде растений, до наших исследований не проводился. В связи с этим, оставался открытым вопрос о составе АМП, экспрессирующихся у определенного вида растений. Решить этот вопрос было невозможно без разработки методологии исчерпывающего выделения АМП из семян этих видов растений. Предложенный нами метод выделения и очистки АМП сочетал в себе различные методы хроматографии (аффинную, эксклюзионную и обращенно-фазовую) с масс-спектрометрией и секвенированием по Эдману. В результате нами были выделены и охарактеризованы десятки АМП из зерновок пшеницы, а в ряде случаев определена их полная первичная структура и изучена биологическая активность.

В результате проведенных нами исследований выявлено чрезвычайное разнообразие АМП в семенах ТгШсит кгкагае. Нами впервые были выделены и охарактеризованы 24 новых антимикробных пептида и показано, что у этого вида присутствуют практически все известные у растений семейства АМП: тионины, дефензины, ноттиноподобные пептиды и липид-переносящие белки. Кроме ранее известных семейств, в этом виде нами были обнаружены новые семейства, ранее не описанные у растений. Так, было обнаружено новое семейство глицин-богатых пептидов, семейство 4-СуБ пептидов, новое подсемейство Б дефензинов и новый структурный тип гевеиноподобных пептидов.

Особого внимания заслуживает обнаружение нами нового структурного типа АМП растений- 10-СуБ гевеиноподобных пептидов \VAMP, обладающих высокой гомологией цистеинового мотива с хитиназами класса I злаков. Уникальность структуры этих АМП заключается, во-первых, в наличии пяти дисульфидных связей в молекуле, расположение которых обеспечивает образование кластера основных аминокислот за счет сближения остатков, находящихся в >1- и С-концевой областях молекулы. Другой обнаруженной нами особенностью новых пептидов \VAMP является уникальная структура хитин-связывающего сайта, в котором консервативный остаток серина замещен на глицин, при сохранении трех других консервативных гидрофобных аминокислотных остатков. Ранее ни у одного хитин-связывающего белка такой замены обнаружено не было. Наши исследования показали, что, несмотря на эту замену, способность связывать хитин у этих пептидов сохраняется. Структурные особенности пептидов WAMP обусловливают широкий спектр биологической активности в отношении самых разных патогенов. Активность в отношении хитин-содержащих патогенов, по всей видимости, связана с наличием хитин-связывающего центра, в то время как взаимодействие с патогенами, не содержащими хитин, вероятно, связано с кластером основных аминокислот. Можно предположить, что этот основной кластер взаимодействует с положительно заряженными фосфатными группировками липидного бислоя мембран бактерий, нарушая их проницаемость.

Другим очень важным результатом нашей работы является обнаружение нового семейства растительных АМП: 4-Суз пептидов, которые ранее были описаны только у кукурузы. Наши исследования показали, что такой тип пептидов присутствует также и в пшенице. Мы показали, что эти пептиды относятся к а-спиральному типу, и, по-видимому, обладают структурой шпильки, в которой два а-спиральных участка соединены между собой двумя дисульфидными связями. Эти короткие пептиды, которые содержат всего 2 дисульфидные связи, могут быть легко синтезированы, что открывает возможности их широкого применения на практике в качестве антимикотиков. Обнаруженное нами семейство глицин-богатых пептидов также у растений не было известно.

В целом, полученные данные о новых структурных типах АМП значительно расширяют наши представления о молекулярном разнообразии АМП в защитном арсенале растений.

Биологическое разнообразие АМП состоит не только в широком спектре структурных типов — различных семейств, но и в многообразии молекулярных форм в пределах одного семейства. Наиболее наглядный пример в этом плане -детально исследованное нами семейство дефензинов. Из семян одного вида растений - Т. кгкагае, мы выделили и установили структуру 13 дефензинов, 9 из которых (названные Б дефензинами) являются новыми. Следует особо отметить, что сравнение аминокислотных последовательностей выявляет структурное сходство, эволюционные взаимоотношения и позволяет предположить функции. Оказалось, что по структурной гомологии, прежде всего по 1Ч-концевым аминокислотным последовательностям, дефензины этого вида растений четко подразделяются на 3 структурные подгруппы, которые, вероятно, отражают эволюционные связи между разными молекулярными формами дефензинов. Наличие различных структурных подгрупп в семействе дефензинов позволяет предположить, что они кодируются различными генными кластерами на хромосомах пшеницы. Данные по аминокислотным последовательностям дефензинов в пределах подгруппы показывают, что все они высоко гомологичны, и, по-видимому, произошли от общего древнего гена путем последовательных дупликаций с последующей дивергенцией аминокислотных последовательностей, причем оказалось, что разные участки молекул дефензинов дивергировали в различной степени: 1М-концевой участок молекулы дефензинов является значительно более консервативным, чем С-концевой, что дает основание предположить, что именно С-концевая область молекулы дефензина участвует в непосредственном взаимодействии с быстро эволюционирующими патогенами. Сравнение аминокислотных последовательностей обнаруженных нами D дефензинов с дефензинами тетраплоидной пшеницы, вторичная и третичная структура которых установлена (Lay, Anderson, 2005) позволило показать, что D дефензины различаются преимущественно по длине петли между тяжами бета2 и бетаЗ. Наши данные свидетельствуют о том, что основные детерминанты антифунгальной активности дефензинов злаков локализованы как раз в С-концевой области молекулы, а именно, в петле, соединяющей а-спираль с бета2, в бета2 и в петле, соединяющей бета2 и бетаЗ.

Возникает вопрос о молекулярной основе выявленного нами биоразнообразия АМП у пшеницы Т. kiharae. В ряде случаев (например, у дефензинов, тионинов и глицин-богатых пептидов) оно реализуется на генном уровне, то есть, обусловлено наличием множественных генов, кодирующих эти типы АМП, в геноме пшеницы, эволюция которых протекала путем дупликаций предкового гена с последующими точковыми мутациями и делециями/инсерциями. В случае гексаплоидной пшеницы, которой является Т. kiharae, без сомнения, полиморфизм обнаруженных нами АМП частично объясняется полиплоидностыо вида. Об этом наглядно свидетельствует проведенный нами анализ дефензинов у диплоидных видов родов Triticum и Aegilops, предполагаемых источников геномов полиплоида, который показал, что спектр дефензинов гексаплоидной пшеницы представляет собой сумму спектров дефензинов диплоидных видов, вероятных доноров А, В и D геномов полиплоида. В других случаях биоразнообразие АМП реализуется, по всей вероятности, на посттранскрипционном уровне (например, в случае 4-Cys и 6-Cys ноттиноподобных пептидов), когда различные формы АМП образуются в результате альтернативного процессинга общего предшественника, приводящего к образованию укороченных с N- или С-конца форм пептидов.

Биологическая роль чрезвычайного многообразия АМП, присутствующих в одном виде растений - T. kiharae, по всей видимости, связана с адаптацией защитной системы к борьбе растений с огромным числом потенциальных патогенов, с которыми они сталкиваются в течение жизни. Это предположение подтверждается нашими данными о разнообразных биологических активностях и разной специфичности АМП в отношении фитопатогенов, выявленных нами в тестах in vitro. Следует особо отметить, что изучение биологической активности АМП в ряде случаев затруднено, в связи с их низким содержанием в семенах. Для наработки пептидов в количестве, необходимом для испытаний, нами были использованы два подхода - химический синтез и гетерологическая экспрессия в прокариотической системе. Химический синтез может быть использован лишь для пептидов с небольшим числом остатков цистеина, вовлеченных в образование дисульфидных связей, в противном случае трудно достичь правильного рефолдинга молекулы и корректного замыкания дисульфидных связей. Этот подход был использован нами для наработки 4-Cys АМП и их модифицированных гомологов. Для получения препаративных количеств обнаруженного нами нового 10-Cys гевеиноподобного пептида WAMP-la мы впервые для растительных АМП разработали метод гетерологичной экспрессии синтетического гена в прокариотической системе в виде гибридного белка с тиоредоксином - нативным компонентом клеток Е. coli. Хотя гетерологичная экспрессия широко применяется для препаративного получения белков, при этом используются различные экспрессионные системы (экспрессия в прокариотах и низших эукариотах, экспрессия in planta, использование вирусных векторов, и т.д.), все они имеют свои ограничения. Прокариотические системы наиболее часто используются для получения рекомбинантных белков. Несмотря на очевидные преимущества, экспрессия в клетках Е. coli в ряде случаев приводит к накоплению целевого продукта в виде нерастворимых агрегатов, содержащих неправильно свернутый и, соответственно, неактивный белок. Другая проблема при получении АМП в прокариотах заключается в токсичности продукта для клеток хозяев (Vassilevski et al., 2008). В нашей работе для получения корректно свернутого белка в растворимой форме и для предотвращения токсического эффекта целевой пептид экспрессировали в составе гибридного белка с тиоредоксином - природным растворимым компонентом клеток Е. coli. Предварительно методом ПЦР был синтезирован ген, кодирующий этот пептид, из олигонуклеотидных праймеров, синтезированных исходя из последовательности пептида. В результате впервые для растительных АМП нам удалось получить рекомбинантный цистеин-богатый пептид в растворимой форме с высоким выходом, что позволило провести испытания его биологической активности. Использованный нами подход может быть применен для быстрого получения АМП, функции которых неизвестны, без предварительного клонирования генов. Анализ транслированных нуклеотидных последовательностей позволил установить структуру предшественника пептида WAMP-la и его близких гомологов, различающихся от пептида WAMP-la единственной аминокислотной заменой Ala на Lys. Установлено, что эти пептиды являются секретируемыми молекулами, которые синтезируются в виде препробелков, состоящих из сигнального пептида, зрелого пептида и С-концевого продомена. Исследование экспрессии гена пептида WAMP-la в ответ на абиотический и биотический стресс показало, что солевой стресс, а также некоторые фитопатогены значительно усиливают экспрессию. Эти данные свидетельствуют в пользу участия пептида WAMP-la в ответных реакциях растения на стрессовые воздействия.

Обнаружение нами чрезвычайно высокого разнообразия АМП в семенах T. kiharae позволило приблизиться к пониманию причины ее высокой устойчивости к патогенам, хотя еще предстоит установить, со всеми ли АМП или с отдельными полипептидами связана устойчивость Т. kiharae. Нельзя исключить участия других защитных молекул, таких как фитоалексины и фитоантисипины, активные формы кислорода и азота и другие белки. Одними из важных антифунгальных белков семян этого вида пшеницы, обнаруженных нами, являются, без сомнения, пуроиндолины, вклад которых в защитный потенциал пшеницы нельзя недооценивать.

Исследование АМП пшеницы позволило выявить чрезвычайное биоразнообразие молекулярных форм защитных пептидов, этот полиморфизм был использован нами для решения проблем генетики и филогении пшеницы.

Так, исследование состава дефензинов у гексаплоидных пшениц и у диплоидных видов - предполагаемых доноров геномов, позволило локализовать гены отдельных дефензинов в А, В или D геномах полиплоида, а также получить новые данные о вероятных донорах геномов полиплоидных пшениц. До наших исследований дефензины не использовались для изучения филогении пшениц. Хромосомная локализация генов дефензинов и структура дефензин-кодирующих локусов не была известна. Из всех семейств АМП только локусы, кодирующие тионины были локализованы в геномах А, В и D пшеницы (Van Campenhout et al., 1998).

Используя пептидомный подход (MALDI-TOF масс-спектрометрию и N-концевое секвенирование) мы сравнили набор D дефензинов у предполагаемых доноров геномов (Т. urartu, Т. топососсит, Т boeoticum, Ае, speltoides, Ае. squarrosa) с набором D дефензинов у гексаплоидной пшеницы Т. kiharae Исследование дефензинов у предполагаемых доноров А, В и D геномов полиплоидных пшениц показало, что все они содержат D дефензины. Число дефензинов, обнаруженных в семенах диплоидных видов и экспрессирующихся в семенах, предполагает существование, по крайней мере, 3 генов, кодирующих дефензины в каждом геноме. Определение аминокислотных последовательностей дефензинов диплоидных и полиплоидных видов показало, что структура Б дефензинов консервативна в эволюции и сохранилась' практически неизменной в течение по крайней мере 10000 лет, которые прошли со времени образования полиплоида, что подтверждает их жизненно важные функции в растениях. Большинство дефензинов, за исключением Б2, геном-специфичны, то есть присутствуют в одном из геномов (А, В или О), что и позволило провести геномную локализацию генов, кодирующих Б дефензины. Было показано, что дефензины группы Б1, а также Б4 и Б 5 кодируются геномом А, БЗ и Б6 кодируются геномом Б. а Б6.1 и Б3.1 кодируются геномом В. Локализация гена дефензина Б2 остается неясной, поскольку он был обнаружен как в В, так и в Б геноме. Возможно, ген этого дефензина появился в эволюции до дивергенции видов Aegilops и сохранился у современных тетраплоидных и гексаплоидных видов. Дефензин БЗ специфичен для Ае, speltoid.es. По короткой Ы-концевой последовательности он гомологичен дефензину полиплоидной пшеницы БЗ, но отличается от него аминокислотными заменами, отразившимися на его молекулярной массе. Этот результат свидетельствует о меньшем консерватизме в эволюции дефензина этого структурного типа. Исследование дефензинов двух других диплоидных видов рода ТгШсит - Т. игагШ и Т. Ьоеойсит позволило нам сделать вывод о более близком эволюционном родстве с полиплоидными пшеницами диплоидного вида Т. игагШ, чем Т. Ьоеойсит. Помимо межвидовых различий нами выявлен также внутривидовой полиморфизм по дефензинам у Т. игаПи, который, по всей видимости, связан с дивергенцией популяций этого вида по мере распространения из центра происхождения на Ближнем Востоке в другие части света. Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют о том, что Т. игагШ, Ае, speltoides, и Ае. Бдиаггоза являются вероятными донорами А, В и D геномов, соответственно. Обнаруженное нами сходство дефензинов Т. kiharae (AGD) с дефензинами T. aestivum (ABD) свидетельствует о сходстве В и D геномов пшеницы, что подтверждается и литературными данными (Shands, Kimber, 1973). Сравнение спектров дефензинов двух сортов пшеницы Т. aestivum Хакасская и Родина различного происхождения не выявило различий. В то время как Т. kiharae устойчива к патогенам, а сорта Родина и Хакасская — нет, эти данные свидетельствует в пользу гипотезы о том, что устойчивость, по всей вероятности, определяется уровнем экспрессии соответствующих генов.

Проведенные нами исследования АМП семян представителя двудольных растений - одуванчика лекарственного Т. officinale, показали, что они практически не содержат антимикробных пептидов. Оказалось, что основными детерминантами антифунгальной активности у этого вида растений являются не АМП, а запасные 2S альбумины, представленные несколькими изоформами, каждая из которых состоит из двух субъединиц, соединенных двумя дисульфидными связями. Было показано, что подобно АМП, эти белки способны подавлять рост ряда фитопатогенных грибов и оомицета Ph. infestans в микромолярных концентрациях, причем разные изоформы различаются по антифунгальной активности. Таким образом, 2S альбумины Т. officinale являются еще одним примером запасных белков, обладающих антимикробным действием. Полученные нами данные находят подтверждение в работах других исследователей, отмечавших в ряде случае наличие антифунгальной активности у запасных белков (Terras et al., 1993; Wang, Bunkers, 2000; Wang et al., 2001; Agizzio et al., 2003, 2006; Ribeiro et al., 2007). В природе, вероятно, действует принцип экономии: две различные функции выполняются одним и тем же белком.

Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют о том, что арсенал защитных полипептидов у разных видов растений неодинаков. Злаки, по всей видимости, занимают главенствующее положение по разнообразию АМП, обеспечивающих их адаптацию к неблагоприятным факторам окружающей среды. Возможно, что это одна из причин, по которым злаки оказались одним из самых крупных семейств покрытосеменных растений, равномерно распределенных по всем континентам и климатическим зонам Земного шара, и по которым именно злаки являются пионерами по освоению малопригодных для растений территорий (Семихов и др, 2000). У растений, относящихся к другим семействам, основные защитные функции могут выполнять преимущественно белки и/или вторичные метаболиты.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Одинцова, Татьяна Игоревна, Москва

1. Айапа Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. Москва: Мир. 1987.

2. Бекасова О.Д., Мутускин A.A., Зоре C.B. Состав и структурная организация фикобилиновых пигментов у азотфиксирующей цианобактерии Anabaena azollae. Биофизика. 1988. Вып. 2. С. 270-275.

3. Валуева Т.А., Мосолов В.В. Роль ингибиторов протеолитических ферментов в защите растений против фитопатогенных микроорганизмов. Биохимия. 2004. Т. 69. С. 1305-1309.

4. Дорофеев В.Ф., Удачин P.A., Семенова JI.B., и др. Пшеницы мира. Изд-во «Агропромиздат». 1987. 560 с.

5. Дунаевский Я., Цыбина Т.А., Белякова В.И., Домаш Т.П., Шарпио В.И., Забрейко С.А., Белозерский М.А. Ингибиторы протеиназ как антистрессовые белки растений. Прикл. Биохим. Микробиол. 2005. Т. 41. С. 344-348.

6. Егоров Ц. А., Одинцова Т.Н., Мусолямов А.Х., Барбашов С.Ф., Пустобаев В.Н., Андерсен Й., Репсторф П. Частичная аминокислотная последовательность глиадина у-46. Биохимия. 1998. Т. 63.С. 1243-1250.

7. Конарев В.Г. Белки растений как генетические маркеры. М.: Колос, 1983. 320 с.

8. Конарев В.Г. Морфогенез и молекулярно-биологический анализ растений. Санкт-Петербург, изд-во ВИР. 2001.417 с.

9. Лелли Я. Селекция пшеницы. Теория и практика. М., Колос. 1980. 384 с.

10. Поморцев A.A., Лялина Е.В., Животовский Л.А., Калабушкин Б.А., Пухальский В.А. Электрофорез запасных белков как метод сортового контроля у ярового ячменя. Селекция и семеноводство. 2004. Т. 3. С. 20-28.

11. Ремизова Г.К. Биохимическое изучение гибридов и исходных сортов огурца в связи с явлением гетерозиса. Дис. Канд. биол. наук, Л., 1972.

12. Семихов В.Ф., Арефьева Л.П., Новожилова O.A., Прусаков А.Н., Тимощенко A.C. Адаптивные типы проламинов, специализированных белков семян злаков (Роасеае Barnh.). Изв. АН Сер. Биол. 2000. №3. С. 303-321.

13. Смирнов С.П., Крашенинникова Л.В., Пухальский В.А. Эффект синтеза молекул двунитевой РНК в трансгенных растениях табака на устойчивость к вирусу табачной мозаики. Докл. Акад. Наук. 1993. Т. 331. Вып. 2. С. 241-245.

14. Созинов A.A. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции. Москва, Наука. 1985.271 с.

15. Созинов A.A. и Попереля Ф.А. Полиморфизм глиадина и возможности его использования. В кн.: Растительные белки и их биосинтез. М., Наука. 1975. с. 65-78.

16. Созинов A.A. и Попереля Ф.А., Полиморфизм проламинов и селекция. Вестник с.-х. науки. 1979. №7. с. 21-34.

17. Созинов A.A., Попереля Ф.А., Стаканова А.И. Гибридологический анализ как метод изучения генетических закономерностей биосинтеза глиадина. Науч.-техн. Бюл. ВСГИ. 1975. Т. 24. С. 10-14.

18. Созинов A.A., Попереля Ф.А., Стаканова А.И. О компонентном составе глиадина зерен Fj Науч.-техн. Бюл. ВСГИ. 1974. Т. 13. С.45-48.

19. Сотченков Д.В. и Голденкова И.И. Антимикробные белки и пептиды, участвующие в защите растений от грибных и бактериальных патогенов. Успехи совр. Биол. 2003. Т. 123. С. 323-335.

20. Турищева М.С., Гаганидзе Д.Л., Бральчик И.З., и др. Выделение транскрипционно-активного комплекса из хлоропластов папоротника Azollapinnata. Физиол. раст. 1992. Т. 39. С. 55-65.

21. Турищева М.С., Таран С.Ф., Белецкий Ю.Д., Одинцова М.С. Структура и функция хлоропластов у жизнеспособных мутантов подсолнечника. Физиол. раст. 1987. Т. 34. С. 1097-2000.

22. Цыбина Т.А., Дунаевский Я.Е., Мусолямов А.Х., Егоров Ц.А., Белозерский М.А. (2001) Катионные ингибиторы сериновых протеиназ семян гречихи. Биохимия. 2001. Т. 66. С. 11571164.

23. Abeles F.B., Bosshart R.P., Forrence L.E., Habig W.H. Preparation and purification of glucanase and chitinase from bean leaves. Plant Physiol. 1971. Vol. 47. P. 129-134.

24. Aerts A.M., Francois I.E.J.A., Cammue B.P.A., Thevissen K. The mode of antifungal action of plant, insect and human defensins. Cell. Mol. Life Sci. 2008. Vol. 65. P. 2069-2079.

25. Ahl P. and Gianinazzi S. b-Proteins as a constitutive component in highly (TMV) resistant interspecific hybrids of Nicotiana glutinosa x Nicotiana debneyi. PI. Sci. Lett. 1982. Vol. 26. P. 173181.

26. Ahl P., Cornu A., Gianinazzi S. Soluble proteins as genetic markers in studies of resistance and phylogeny in Nicotiana. Phytopath. 1982. Vol. 72. P. 80-85.

27. Allen R.D., Cohen E.A., Vonder Haar R.A., Adams C.A., Ma D.P., Nessler C.L., Thomas T.L. Sequence and expression of a gene encoding an albumin storage protein in sunflower. Mol. Gen. Genet. 1987. Vol.210. P. 211-218.

28. Almasia N.I., Bazzini A.A., Норр H.E., Vazquez-Rovere C. Overexpression of snaking P-l gene enhances resistance to Rhizoctonia solani and Envinia carotovora in transgenic potato plants. Mol. Plant Pathol. 2008. Vol. 9. P. 329-338.

29. Almeida M.S., Cabral K.M.S., Zingali R.B., Kurtenbach E. Characterization of two novel defensin peptides from pea (Piswn sativum) seeds. Arch. Biochem. Biophys. 2000. Vol. 378. P. 278-286.

30. Altenbach S.B., Pearson K.W., Leung F.W., Sun S.S.M. Cloning and sequence analysis of a cDNA encoding a Brazil nut protein exceptionally rich in methionine. Plant Mol. Biol. 1987. Vol. 8. P. 239-250.

31. Altpeter F., Popelka J.C., Wieser H. Stable expression of 1Dx5 and IDylO high-molecular-weight glutenin subunit genes in transgenic rye drastically increases the polymeric glutelin fraction in rye flour. Plant Mol. Biol. 2004. Vol. 54. P. 783-792.

32. Amiour N., Merlino M., Leroy P., Branlard G. Proteomic analysis of amphiphilic proteins in hexaploid wheat kernels. Proteomics. 2002. Vol. 2. P. 632-642.

33. Anaya-Lopez J.L., Lopez-Meza J.E., Baizabal-Aguirre V.M., Cano-Camacho H., Ochoa-Zarzosa A. Fungicidal and cytotoxic activity of a Capsicum Chinese defensin expressed by endothelial cells. Biotechnol. Lett. 2006. Vol. 28. P. 1101-1108.

34. Andersen N.H., Cao В., Rodriguez-Romero, Arreguin B. Hevein: NMR assignment and assessment of solution-state folding for the agglutinin-toxin motif. Biochemistry. 1993. Vol. 32. P. 1407-1422.

35. Anderson O.D., Lifts J.C., Gautier M.F., Greene F.C. Nucleotide acid sequence and chromosomal assignment of a wheat storage protein gene. Nucl. Acids Res. 1984. Vol. 12. P. 8129-8144.

36. Andrews R.E., Faust R.M., Wabibo H., Raymond K.C. Bulla L.A. The biotechnology of Bacillus thuringiensis. Crit. Rev. Biotech. 1987. Vol. 6. P. 163-232.

37. Angell S.M. and Baulcombe D.C. Consistent gene silencing in transgenic plants expressing a replicating potato virus X RNA. EMBO J. 1997. Vol. 16. P. 3675-3684.

38. Angerhofer C.K., Shier W.T., Vernon L.P. Phospholipase activation in the cytotoxic mechanism of thionin purified from nuts of pubera. Toxicon. 1990. Vol. 28. P. 547-557.

39. Anisimova I.N., Fido R.J., Tatham A.S., Shewry P.R. Heterogeneity and polymorphism of sunflower seed 2S albumins. Biotech. Biotechnol. Equip. 1994. Vol. 7. P. 63-69.

40. Anjum F.M., Khan M.R., Din A., Saeed M., Pasha I., Arshad M.U. Wheat gluten: high molecular weight glutenin subunits structure, genetics, and relation to dough elasticity. J. Food Sci. 2007. Vol. 72. P. 56-63.

41. Antoniw J.F., Ritter W.S., Pierpoint L.C., Van Loon L.C. Comparison of three pathogenesis-related proteins from plants of two cultivars of tobacco infected with TMV. J. Gen. Virol. 1980. Vol. 47. P. 79-87.

42. Arlorio M., Ludwig A., Boiler T., Bonfante P. Inhibition of fungal growth by plant chitinases and P-l,3-glucanases. A morphological study. Protoplasma. 1992. Vol. 171. P. 34-43.

43. Arondel V., Vergnolle C., Cantrel J.C., Kader J.C. Lipid transfer proteins are encoded by a small multigene family in Arabidopsis thaliana. Plant Sci. 2000. Vol. 157. P. 1-12.

44. Arumuganathan K. and Earle E.D. Nuclear DNA content of some important plant species. Plant Mol. Biol. Rep. 1991. Vol. 9. P. 208-218.

45. Autran J.C., Laignelet B., Morel M-H. Characterization and quantification of low molecular weight glutenins in durum wheats. Biochimie. 1987. Vol. 69. P. 699-711.

46. Balls A.K., Hale W.S., Harris T.H. A crystalline protein from a lipoprotein of wheat flour. Cereal Chem. 1942. Vol. 58. P. 360-361.

47. Bantignies B., Séguin J., Muzac I., Dédaldéchamp F., Gulick P., Ibrahim R. Direct evidence for ribonucleolytic activity of a PR-10-like protein from white lupin roots. Plant Mol. Biol. 2000. Vol. 42. P. 871-81.

48. Barbieri L., Battelli M.G., Stirpe F. Ribosome-inactivating proteins from plants. Biochim. Biophys. Acta. 1993. Vol. 1154. P. 237-282.

49. Barre A., Jacquet G., Sordet C., Culerrier R., Rougé P. Homology modeling and conformational analysis of IgE-binding epitops of Ara h 3 and other legumin allergens with a cupin fold from tree nuts. Mol. Immunol. 2007. Vol. 44. P. 3243-3255.

50. Bartels D., Altosaar I., Harberd N.B., Barker R.F., Thompson R.D. Molecular analysis of gamma-gliadin gene families at the complex Gli-1 locus of bread wheat (J! aestivwn L.). Theor. Appl. Genet. 1986. Vol. 72. P. 845-853.

51. Batalia M.A., Monzingo A.F., Ernst S., Roberts W., Robertus J.D. The crystal structure of the antifungal protein zeamatin, a member of the thaumatin-Iike, PR-5 protein family. Nature Struct. Biol. 1996. Vol.3. P. 19-23.

52. Beffa R. and Meins F. Pathogenesis-related function of plant |3-l,3-glucanase as investigated by antisense transformation — a review. Gene. 1996. Vol. 179. P. 97-103.

53. Beintema J.J. Structural features of plant chitinases and chitin-binding proteins. FEBS Lett. 1994. Vol.350. P. 159-163.

54. Beitema J.J. and Peumans W.J. The primary structure of stinging nettle (Utrica dioica) agglutinin: a two domain member of the hevein family. FEBS Lett. 1992. Vol. 299. P. 131-134.

55. Bekes F. and Gras P. In vitro studies on gluten protein functionality. Cereal Foods World. 1999. Vol. 44. P. 580-586.

56. Belozersky M.A., Dunaevsky Y.E., Musolyamov A.X., Egorov T.A. Complete amino acid sequence of the protease inhibitor from buckwheat seeds. FEBS Letters. 1995. V. 371. P. 264-266.

57. Belton P.S. J. On the elasticity of wheat gluten. Cereal Sci. 1999. Vol. 29. P. 103-107.

58. Benhamou N., Broglie K., Chet I., Broglie R. Cytology of infection of 35S bean chitinase transgenic canola plants by Rhizoctonia solani: cytological aspects of chitin breakdown in vivo. Plant J. 1993. Vol. 4. P. 295-305.

59. Benhamou N., Grenier J., Asselin A. Immunogold localization of pathogenesis-related protein P14 in tomato root cells infected by Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici. Physiol. Mol. Plant Pathol. 1991. Vol. 38. P. 237-253.

60. Benmoussa M., Vezina L.P., Page M., Gelinas P., Yelle S., Laberge S. Potato flour viscosity improvement is associated with the expression of a wheat LMW-glutenin gene. Biotechnol. Bioeng. 2004. Vol. 87. P. 495-500.

61. Bergey D.R., Howe G.A., Ryan C.A. Polypeptide signaling for plant defensive genes exhibit analogies to defense signaling in animals. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. Vol. 93. P. 1205312058.

62. Bernhard W.R. and Somerville C.R. Coidentity of putative amylase inhibitors from barley and finger millet with phospholipids transfer proteins inferred from amino acid sequence homology. Arch Biochem. Biophys. 1989. Vol. 269. P. 695-697.

63. Bernier F. and Berna A. Germins and germin-like proteins: plant do-all proteins. But what do they do exactly? Plant Physiol. Biochem. 2001. Vol. 39. P. 545-54.

64. Berot S., Compoint J.P., Larre C., Malabat C., Gueguen J. Large scale purification of rapeseed proteins {Brassica napns L.). J. Chromatog. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2005. Vol. 818. P. 35-42.

65. Berrocal-Lobo M., Segura A., Moreno M., Lopez G., Garcia-Olmedo F., Molina A. Snakin-2, an antimicrobial peptide from potato whose gene is locally induced by wounding and responds to pathogen infection. Plant Physiol. 2002. Vol. 128. P. 951-961.

66. Bertini L., Cascone A., Tucci M., D'Amore R., Di Berardino I., Buonocore V., Caporale C., Caruso C. Molecular and functional analysis of new members of the wheat PR4 gene family. Biol. Chem. 2006. Vol.387. P. 1101-1111.

67. Bietz J.A. and Simpson D.G. Electrophoresis and chromatography of wheat proteins: available methods, and procedures for statistical evaluation of the data. J. Chromatog. 1992. Vol. 624. P. 5380.

68. Bietz J.A. High performance liquid chromatography: how proteins look in cereals. Cereal Chem. 1985. Vol. 62. P. 201-212.

69. Bietz J.A. Separation of cereal proteins by reversed-phase high-performance liquid chromatography. J. Chromatog. 1983. Vol. 255. P. 219-230.

70. Blagrove R.J. and Lilley G.G. Characterisation of cucurbitin from various species of the Cucurbitaceae. Eur. J. Biochem. 1980. Vol. 103. P. 577-584.

71. Blanch E. W., Kasarda D. D., Hecht L., Nielsen K., Barron L. D. New insight into the solution structures of wheat gluten proteins from Raman optical activity. Biochemistry. 2003. Vol. 42. P. 5665-5673.

72. Bloch C. and Richardson M. A new family of small (5 kDa) protein inhibitors of insect alpha-amylases from seeds of sorghum (Sorghum bicolor (L) Moench.) have sequence homologies with wheat gamma-purothionins. FEBS Lett. 1991. Vol. 279. P. 101-104.

73. Bohlmann H. and Apel K. Isolation and characterization of cDNAs coding for leaf-specific thionins closely related to the endosperm-specific hordothionin of barley Hordeum vulgare L. 1987. Mol. Gen. Genet. Vol. 207. P. 446-454.

74. Bohlmann H. The role of thionins in plant protection. Crit. Rev. Plant Sci. 1994. Vol. 13. P. 1-16.

75. Boiler T. Ehylene and the regulation of antifungal hydrolases in plants. In: Miflin B.J. and Miflin H.F.(eds). Oxford Surveys of Plant Molecular and Cell Biology. Vol. 5. P. 145-174. Oxford University Press, Oxford. 1988.

76. Boiler T. Ethylene in pathogenesis and disease resistance. In: Mattoo A.K. and Suttle J.C. (eds). The Plant Hormone Ethylene. P. 293-314. CRC Press, Boca Raton. 1991.

77. Bollini R., Chrispeels M.J. Characterization and subcellular localization of vicilin and phytohemagglutinin, the two major reserve proteins of Phaseolus vulgaris. L. Planta. 1978. Vol. 142. P. 291-298.

78. Bolognesi A., Polito L., Lubelli C., Barbieri L., Parente A., Stirpe F. Ribosome-inactivating and adenine polynucleotide glycosylase activities in Mirabilis jalapa L. tissues. J. Biol. Chem. 2002. Vol.277. P. 13709-13716.

79. Bonasera J.M., Kim J.F., Beer S.V. PR genes of apple: identification and expression in response to elicitors and inoculation with Envinia amylovora. BMC Plant Biol. 2006. Vol. 6. P. 23-36.

80. Boot R.G., Renkema G.H., Strijland A., van Zonneveld A.J., Aerts J.M.F.G. Cloning of a cDNA encoding chitotriosidase, a human chitinase produced by macrophages. J. Biol. Chem. 1995. Vol. 270. P. 26252-26256.

81. Boronat A., Martinez M.C., Reina M., Puigdomenech P., Palau J. Isolation and sequencing of a 28 kD glutenin-2 gene from maize: Common elements in the 5' flanking regions among zein and glutelin genes. Plant Sci. 1986. Vol. 47. P. 95-102.

82. Branlard G. and Dardevet M. A null Gli-Dl allele with a positive effect on bread wheat quality. J. Cereal Science. 1994. Vol. 20. P. 235-244.

83. Breen J.P. and Crouch M.L. Molecular analysis of a cruciferin storage protein gene family of Brassica napus. Plant Mol. Biol. 1992. Vol. 19. P. 1049-1055.

84. Breiteneder H. and Mills E.N. Plant food allergens structural and functional aspects of allergenicity. Biotechnol. Adv. 2005. Vol. 23. P. 395-399.

85. Brigotti M., Alfieri R., Sestili P., Bonelli M., Petronini P.G., Guidarelli A., Barbieri L., Stirpe F., Sperti S. Damage to nuclear DNA induced by Shiga toxin 1 and ricin in human endothelial cells. FASEB J. 2002. Vol. 16. P. 365-372.

86. Brocklehurst K., Carlsson J., Kierstan M.P.J., Crook E.M. Covalent chromatography. Preparation of fully active papain from dried papaya latex. Biochem J. 1973. Vol. 133. P. 573-584.

87. Broekaert W.F., Cammue B.P.A., De Bolle M.F.C., Thevissen K„ De Samblanx G.W., Osborn R.W. Antimicrobial peptides from plants. Crit. Rev. Plant Sci. 1997. Vol. 16. P. 297-323.

88. Broekaert W.F., Terras F.R.G., Cammue B.P.A. Induced and preformed antimicrobial proteins. In: Mechanisms of resistance to plant diseases. Slusarenko A.J., Fraser R.S.S., van Loon L.C., eds. Kluwer Academic Publishers. 2000. P.371-479.

89. Broekaert W.F., Terras F.R.G., Cammue B.P.A., Osborn R.W. Plant defensins: novel antimicrobial peptides as components of the host defense system. Plant Physiol. 1995. Vol. 108. P. 1353-1350.

90. Broekaert W.F., Terras F.R.G., Cammue B.P.A., Vanderleyden J. An automated quantitative assay for fungal growth inhibition. FEMS Microbiol. Lett. 1996. Vol. 69. P. 55-60.

91. Broekaert W.F., Van Parijs J., Leyns F., Joos H. and Peumans W.J. A chitin-binding lectin from stinging nettle rhizomes with antifungal properties. Science. 1989. Vol. 245. P. 1100-1102.

92. Brogden K.A. Antimicrobial peptides: pore formers or metabolic inhibitors in bacteria? Nature Reviews. 2005. Vol. 3. P. 238-250.

93. Broglie K., Chet I., Holliday M., Cressman R., Biddle P., Knowlton S., Mauvais C.J., Broglie R. Transgenic plants with enhanced resistance to the fungal pathogen Rhizoctonia solani. Science. 1991. Vol. 254. P. 1194-1197.

94. Brunger A.T., Clore G.M., Gronenborn A.M., Karplus M. Three-dimensional structure of proteins determined by molecular dynamics with interproton distance restraints: application to crambin. Proc. Natl. Acad. Sci USA. 1986. Vol. 83. P. 3801-3805.

95. Brunner F., Stintzi A., Fritig B., Legrand M. Substrate specificities of tobacco chitinases. Plant J. 1998. Vol. 14. P. 225-234.

96. Bucciaglia P.A. and Smith A.G. Cloning and characterization of Tagl, a tobacco anther P-1,3-glucanase expressed during tetrad dissolution. Plant Mol. Biol. 1994. Vol. 24. P. 903-914.

97. Bucher G.L., Tarina C., Heinlein M., Meins F., et al. Local expression of enzymatically active class I beta-l,3-glucanase enhances symptoms of TMV infection in tobacco. Plant J. 2001. V. 28. P. 361-369.

98. Bucher G.L., Tarina C., Heinlein M., Di Serio, Meins F., et al. Local expression of enzymatically active class I P-l,3-glucanase enhances symptoms of TMV infection in tobacco. Plant J. 2001. Vol. 28. P. 361-369.

99. Bufe A., Spangfort M.D., Kahlert H., Schlaak M., Becker W.-M. The major birch pollen allergen, Bet vl, shows ribonuclease activity. Planta. 1996. Vol. 199. P. 413-415.

100. Buhot N., Gomes E., Milat M.L., Ponchet M., Marion D., Lequeu J. Delrot S., Coutos-Thevenot P., Blein J.P. Modulation of the biological activity of a tobacco LTP1 by lipid complexation. Mol. Biol. Cell. 2004. Vol. 15. P. 5047-5052.

101. Buhtz A., Kolasa A., Arlt K., Walz C., Kehr J. Xylem sap protein composition is conserved among different plant species. Planta. 2004. Vol. 219. P. 610-618.

102. Burgess S.R.and Shewry P.R. Identification of homologous globulins from embryos of wheat, barley, rye and oats. J. Exp. Bot. 1986. Vol. 37. P. 18863-18871.

103. Bushuk N. and Zillman R.R. Wheat cultivar identification by gliadin electrophoregrammes. Can. J. Plant Sci. 1978. Vol. 58. P. 505-511.

104. Caaveiro J.M.M., Molina A., Rodriguez-Palenzuela P., Goni F.M., Gonzales-Manas J.M. Interaction of wheat a-thionin with large unilamellar vesicles. Protein Sci. 1998. Vol. 7. P. 25672577.

105. Camacho H. and Sanger H.L. Analysis of acid-extractable tomato leaf proteins after infection with a viroid, two viruses and a fungus and partial purification of the "pathogenesis-related" protein pl4. Arch. Virol. 1982. Vol. 74. P. 181-194.

106. Camacho H. and Sanger H.L. Gelelectrophoretic analysis of phenol-extractable leaf proteins from different viroid 3 host combinations. Arch. Virol. 1982a. Vol. 74. P. 167-180.

107. Camacho H. and Sanger H.L. Analysis of acid-extractable tomato leaf proteins after infection with a viroid, two viruses and a fungus and partial purification of the "pathogenesis-related" protein P14. Arch. Virol. 1982b. Vol. 74. P.181-196.

108. Camacho H. and Sanger H.L. Purification and partial characterization of major "pathogenesis-reiated" tomato leaf protein PR14 from potato spindle tuber viroid (PSTV)-infected tomato leaves. Arch. Virol. 1984. Vol. 81. P. 254-284.

109. Campos F.A.P. and Richardson M. The complete amino acid sequence of the a-amylase inhibitor 1-2 from seeds of ragi (Indian finger millet, Eleusine coracana Gaertn.). FEBS Letters. 1984. Vol. 167. P. 221-225.

110. Caporale C., Di Bernardino I., Leonardi L., Bertini L., Cascone A., et al., Wheat pathogenesis-related proteins of class 4 have ribonuclease activity. FEBS Letters. 2004. Vol. 575. P. 71-76.

111. Caporale C., Facchiano A., Bertini L., Leonardi L., Chilosi G., Buonocore V., Caruso C. Comparing the modeled structures of PR-4 proteins from wheat. J. Mol. Model. 2003. Vol. 9. P. 915.

112. Carlini C.R. and Grossi-de-Sa M.F. Plant toxic proteins with insecticidal properties. A review on their potentialities as bioinsecticides. Toxicon. 2002. Vol. 40. P. 1515- 1539.

113. Carmona M.J., Molina A., Fernandez J. A., Lopez-Fando J.J., Garcia-Olmedo F. Expression of the a-thionin gene from barley in tobacco confers enhanced resistance to bacterial pathogens. Plant J. 1993. Vol. 3. P. 457-462.

114. Caruso C., Nobile M., Leonardi L., Bertini L., Buonocore V., Caporale C. Isolation and amino acid sequence of two new PR-4 proteins from wheat. J. Protein Chem. 2001. Vol. 20. P. 327-335.

115. Carvalho A.O. and Gomes V.M. Plant defensins prospects for the biological functions and biotechnological properties. Peptides. 2009. Vol. 30. P. 1007-1020.

116. Casey R., Christou P., Domoney C., Hedley C., Hitchin E, Parker M., Stoger E, Wang T., Zasiura C. Expression of legumin and vicilin genes in pea mutants and the production of legumin in transgenic plants. Nahrung. 2001. Vol. 45. P. 385-387.

117. Casey R. Distribution and some properties of seed globulins. In: Shewry P.R., Casey R, eds. Seed proteins. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. 1999. P. 159-169.

118. Casey R., Domoney C., Ellis N. Legume storage proteins and their genes. In: Oxford Surveys of Plant Molecular and Cell Biology. B.J. Miflin, ed. Oxford University Press. 1986. Vol. 3. P. 1-95.

119. Casey R., Domoney C., Smith A.M. Biochemistry and molecular biology of seed products. In: Peas: Genetics, Molecular Biology and Biotechnology. R. Casey and D.R. Davies, eds. Wallingford, UK: CAB International. 1993. P. 121-164.

120. Castagnero A., Segura A., Garcia-Olmedo F. High conservation among sequences encoding type-V thionins in wheat and Aegilops. Plant Physiol. 1995. Vol. 107. P. 1475-1476.

121. Casteels-Josson K., Capaci T., Casteels P., Tempst P.D. Apidaecin multipeptide precursor structure: a putative mechanism for amplification of the insect antibacterial response. EMBO J. 1993. Vol. 12. P. 1569-1578.

122. Castro M. and Fontes W. Plant defense and antimicrobial peptides. Prot. Pept. Lett. 2005. Vol. 12. P. 11-16.

123. Chagolla-Lopez A., Blanco-Labra A., Patthy A., Sanchez R., Pongor S. A novel a-amylase inhibitor from amaranth {Amaranthus hypocondricus) seeds. J. Biol. Chem. 1994. Vol. 269. P. 23475-23680.

124. Charbonnier L. Isolation and characterization of omega-gliadin fractions. Biochim. Biophys. Acta. 1974. Vol. 359. P. 142-151.

125. Charbonnier L., Terce-Laforgue Th., Mosse J. Some physicochemical properties of Triticum vulgare P-, y- and co-gliadins. Ann. Technol. Agric. 1980. Vol. 29. P. 175-190.

126. Chassot C., Nawrath C., Metraux J.P. Cuticular defects lead to full immunityto a major plant pathogen Plant J. 2007. Vol. 49. P. 972-980.

127. Chen F.G. and Xia G.M. Isolation and sequence analysis of a omega-gliadin homologous gene from wheat. Yi Chuan. 2005. Vol. 27. P. 941-947.

128. Chen J., Chen G-H., Hsu H-C., Li S-S., Chen C-S. Cloning and functional expression of a mungbean defensin VrDl in Pichiapastoris. J. Agric. Food Chem. 2004. Vol. 52. P. 2256-2261.

129. Chen K-C., Lin C-Y., Kuan C-C., Sung H-Y., Chen C-S. A novel defensin encoded by a mungbean cDNA exhibits insecticidal activity against bruchid. J. Agric. Food Chem. 2002. Vol. 50. P. 7258-7263.

130. Chen K-C., Lin C-Y., Chung M-C., Kuan C-C., Sung H-Y., Tsou S.C.S., et al. Cloning and characterization of a cDNA encoding an antimicrobial protein from mung bean seeds. Bot. Bull Acad. Sin. 2002. Vol. 43. P. 251-259.

131. Chen L., Garrett T.P.J., Fincher G.B., Hoj P.B. A tetrad of ionizable amino acids is important for catalysis in barley P-glucanases. J. Biol Chem. 1995. Vol. 270. P. 8093-8101.

132. Chen S-C., Liu A-R., Zou Z-R. Overexpression of glucanase gene and defensin gene in transgenic tomato enhances resistance to Ralstonia solanacearum. Rus. J. Plant Physiol. 2006. Vol. 53. P. 671-677.

133. Chen W.P., Chen P.D., Liu D.J., Kynast R., Friebe B., et al. Development of wheat scab symptoms is delayed in transgenic wheat plants that constitutively express a rice thaumatin-like protein gene. Theor. Appl. Genet. 1999. Vol. 99. P. 755-760.

134. Cheng C.S., Chen M.N., Lai Y.T., Chen T., Lin K.F., Liu Y.J., Lyu P.C. Mutagenesis study of rice nonspecific lipid transfer protein 2 reveals residues that contribute to structure and liaand binding. Proteins. 2008. Vol. 70. P. 695-706.

135. Cheng C.S., Samuel D., Liu Y.J., Shyu J.C., Lai S.M., Lin K.F., Lyu P.C. Binding mechanism of nonspecific lipid transfer proteins and their role in plant defense. Biochemistry. 2004a. Vol. 43. P. 13628-13636.

136. Cheng H.C., Chen P.T., Peng P., Lyu P.C., Sun Y.J. Lipid binding in rice nonspecific lipid transfer protein-1 complexes from Oryza sativa. Protein Sci. 2004b. Vol. 13. P. 2304-2315.

137. Cheng R-D., Yu L-X., Greeer A.F., Cheriti H., Tabaeizadeh Z. Isolation of an osmotic stress- and abscisic acid-induced gene encoding an acidic endochitinase from Lycopersicon chilense. Mol. Gen Genet. 1994. Vol. 245. P. 195-202.

138. Chestnut R.S., Shotwell M.A., Boyer S.K., Larkins B.A. Analysis of avenin proteins and the expression of their mRNAs in developing oat seeds. Plant Cell. 1989. Vol. 1. P. 913-924.

139. Chivasa S., Murphy A.M., Naylor M., Carr J.P. Salicylic acid interferes with tobacco mosaic virus replication via a novel salicylhydroxamic acid-sensitive mechanism. Plant Cell. 1997. Vol. 9. P. 547-557.

140. Christeller J. and Laing W. Plant serine proteinase inhibitors. Prot. Pept. Lett. 2005. Vol. 12. P. 439-447.

141. Christensen A.B., Ho Cho B., Naesby M., Gregersen P.L., Brandt J., et al. The molecular characterization of two barley proteins establishes the novel PR-17 family of pathogenesis-related proteins. Mol. Plant Pathol. 2002. Vol. 3. P. 135-144.

142. Chye M.L., Zhao K.J., He Z.M., Ramalingam S., Fung K.L. An agglutinating chitinase with two chitin-binding domains confers fungal protection in transgenic potato. Planta. 2005. Vol. 220. P. 717-730.

143. Ciaffi M., Lafiandra D., Dominici L., Ravaglia S., Gupta R., MacRitchie F. Effects of allelic variation at the Glu-Dl and Gli-Dl/Glu-D3 loci on dough and polymer properties. In: Gluten 96. C.W. Wrigley, ed. 1996. P. 35-38.

144. Claes P., Dunford M., Kenney A., Vardy P. In: Laser Light Scattering in Biochemistry. S.E. Harding, D.B. Sattelle, V.A. Bloomfield, eds. Royal Society of Chemistry, Cambridge. 1992. P. 6676.

145. Colditz F., Braun H.P., Jacquet C., Niehaus K., Krajinski F. Proteomic profiling unravels insights into the molecular background underlying increased Aphanomyces euteiches-iolerimcQ of Medicago truncatula. Plant Mol. Biol. 2005. Vol. 59. P. 387-406.

146. Coleman C. E. and Larkins B.A. The prolamins of maize. In: Seed proteins. P,R. Shewry P.R. and R. Casey R., eds. Dordrecht: Kluvver Academic Publishers. 1999. P. 109-139.

147. Colilla F.J., Rocher A., Mendez E. Gamma-purothionins: amino acid sequence of two polypeptides of a new family of thionins from wheat endosperm. FEBS Letters. 1990. Vol. 270. P. 191-194.

148. Colville L. and Smirnoff N. Antioxidant status, peroxidase activity, and PR protein transcript levels in ascorbate-deficient Arabidopsis thaliana vtc mutants. J. Exp. Botany. 2008. vol. 59. P. 3857-3868.

149. Cornelissen B.J.C., Hooft van Huijsduijnen R.A.M., Bol. J.F. A tobacco mosaic virus-induced tobacco protein is homologous to the sweet-tasting protein thaumatin. Nature. 1986. Vol. 321. P. 531-532.

150. Cornelissen B.J.C., Horowitz J., Van Kan J.A.L., Goldberg R.B., Bol. J.F. Structure of tobacco genes encoding pathogenesis-related proteins from the PR-1 group. Nucleic Acids Res. 1987. Vol. 15. P.6799-6811.

151. Cornet B., Bonmatin J-M., Hetru C., Hoffmann J.A., Ptak M., Vovelle F. Refined three-dimensional solution structure of insect defensin A. Structure. 1995. Vol. 3. P. 435-448.

152. Costa F.T., Neto S.M., Bloch C., Franco O.L. Susceptibility of human pathogenic bacteria to antimicrobial peptides from sesame kernels. Current Microbiol. 2007. Vol. 55. P. 162-166.

153. Coté F. and Hahn M.G. Oligosaccharins: structure and signal transduction. Plant Mol. Biol. 1994. Vol. 26. P. 1379-1411.

154. Cote F., Cutt J.R., Asselin A., Klessig D.F. Pathogenesis-related acidic beta-l,3-glucanase genes of tobacco are regulated by both stress and developmental signals. Mol. Plant-Microbe Interact. 1991. V. 4. P. 173-181.

155. Craig D.J. Plant cyclotides: circular, knotted peptide toxins. Toxicon. 2001. Vol. 39. P. 18091813.

156. Craig D.J. Seamless proteins tie up their loose ends. Science. 2006. Vol. 311. P. 1563-1564.

157. Craig D.J., Clark R.J., Daly N.L. Potential therapeutic applications of the cyclotides and related cystine knot mini-proteins. Expert Opin. Investig. Drugs. 2007. Vol. 16. P. 595-604.

158. Creelman R.A. and Mullet J.E. Biosynthesis and action of jasmonates in plants. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1997. Vol. 48. P. 355-381.

159. Cuddeford D. Oats for animal feed. In: The oat crop: production and utilization. R.W. Welch, ed. London: Chapman and Hall. 1995. P. 321-368.

160. Custers J.H.H.V., Harrison S.J., Sela-Buurlage M.B., Van Deventer E., Lagevveg W., et al. Isolation and characterization of a class of carbohydrate oxidases from higher planys, with a role in active defence. Plant J. 2004. Vol. 39. P. 147-160.

161. Daly N.L., Koltay A., Gustafson K.R., Boyd M.R., Casas-Finet J.R., Craik D.J. Solution structure by NMR of circulin A: a macrocyclic knotted peptide having anti-HIV activity. J. Mol. Biol. 1999. Vol. 285. P. 333-345.

162. Dangl J.L. and Jones J.D.G. Plant pathogens and integrated defence responses to infection. Nature. 2001. Vol. 411. P. 826-833.

163. Datta K., Tu J.M., Oliva N., Ona I., Velazhahan R., et al. Enhanced resistance to sheath blight by constitutive expression of infection-related rice chitinase in transgenic elite indica rice cultivars. Plant Sci. 2001. Vol. 160. P. 405-414.

164. Datta S.K. and Muthukrishnan S. Pathogenesis-related proteins in plants. CRC Press. Boca Raton, FL. 1999. 288 p.

165. Davis B. Disc electrophoresis. II. Method and application to human serum proteins. Annal. N.Y. Acad.Sci. 1964. Vol. 121. P. 404-427.

166. De Clercq A., Vandevviele M., Van Damme J., Goethais M., Vandekerckhove J., Krebbers E. An aspartic protease present in seed cleawes Arabidopsis 2S albumin precursors in vitro. J. Biol. Chem. 1990. Vol. 268. P. 20884-20891.

167. Debreczeni J.E., Girmann B., Zeeck A., Kratzner R., Sheldrick G.M. Structure of visco toxin A3: disulfide location from weak SAD data. Acta Cryst. 2003. V. 59. P. 2125-2132.

168. Del Campillo E. Multiple endo-l,4-beta-D-glucanase (cellulose) genes in Arabidopsis. Curr. Top. Dev. Biol. 1999. V. 46. P. 39-61.

169. Delaney T.P., Friedrich L., Ryals J.A. Arabidopsis signal transduction mutant defective in chemically and biologically induced disease resistance. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1995. Vol. 92. P. 6602-6606.

170. Delp G. and Palva E.T. A novel flower-specific Arabidopsis gene related to both pathogen-induced and developmentally related plant beta-l,3-glucanase genes. Plant Mol. Biol. 1999. V. 39. P. 565-575.

171. Delvas M.', Ceriani M.F., Collavita M., Butzonich I., Hopp H.E. Analysis of transgenic potato plants expressing potatao leaf-roll virus coat protein gene. Plant Physiol. 1993. Vol. 102. P. 174180.

172. Depigny-This D., Raynal M., Aspart L., Delseny M., Grellet F. The cruciferin gene family in radish. Plant Mol Biol. 1992. Vol. 20. P. 467-479.

173. Desmyter S., Vandenbussche F., Hao Q., Proost P., Peumans W.J., Van Damme E.J.M. Type-1 ribosome-inactivating protein from iris bulbs: a useful agronomic tool to engineer virus resistance? Plant Mol. Biol. 2003. Vol. 51. P. 567-576.

174. Devash J., Reichman M., Sela I., Reichenbach N.L., Suhadolnik R.J. Plant oligoadenylates: enzymatic synthesis, isolation and biological activities. Biochemistry. 1985. Vol. 24. P. 593-599.

175. Diaz I., Carmona M.J., Garcia-Olmedo F. Effects of thionins on beta-glucuronidase in vitro and in plant protoplasts. FEBS Letters. 1992. Vol. 296. P. 279-282.

176. Douliez J., Michon T., Marion D. Steady-state tyrosine fluorescence to study the lipid-binding properties of a wheat nonsopecific lipid transfer protein (nsLTPl). Biochim. Biophys. Acta. 2000. Vol. 1467. P. 65-72.

177. Duan X., Lo X., Xue Q., Abo-El-Saad M., Xu D., Wu R. Transgenic rice plants harboring an introduced potato proteinase inhibitor II gene are insect resistant. Nature Biotechnol. 1996. Vol. 14. P. 494-498.

178. Dubcovsky J., Echaide M., Giancola M., Rousset M., Luo M.C., Joppa L.R., Dvorak L. Seed-storage-protein loci in RFLP maps of diploid, tetraploid, and hexaploid. wheat. Theor. Appl. Genet. 1997. Vol.95. P. 1169-1 180.

179. Duranti M., Guerrieri N., Takajashi T., Cerletti P. The legumin-like storage proteins of Lupinus albus seeds. Phytochemistry. 1988. Vol. 27. P. 15-23.

180. Diirner J., Shah J., Klessig D.F. Salicylic acid and disease resistance in plants. Trends Plant Sci. 1997. Vol. 2. P. 266-274.

181. Durrant W.E. and Dong X. Systemic acquired resistance. Ann. Rev. Phytopathol. 2004. Vol. 42. P. 185-209.

182. Duvick J.P., Rood T., Rao A.G., Marshak D.R. Purification and characterization of a novel antimicrobial peptide from maize (Zea mays L.) kernels. J. Biol. Chem. 1992. Vol. 267. P. 1881418820.

183. Edens L., Hesling L., Klock R., Ledeboer A.M., Maat J., Toonen M.Y., Visser C., Verrips C.T. Cloning of cDNA encoding the sweet-tasting plant protein thaumatin and its expression in Escherichia coli. Gene. 1982. Vol. 18. P. 1-12.

184. Egorov T,A, Musolyamov A.K., Barbashov, S.F., Zolotykh O., Andersen J., Roepstorff P., Popineau Y. In: Wheat Kernel Proteins, Molecular and Functional Aspects. Proceedings of the International Meeting. Viterbo, Italy. 1994. P. 41-44.

185. Egorov T. A., Musolyamov A.K., Andersen J.S., Roepstorff P. The complete amino acid sequence and disulphide bond arrangement of oat alcohol-soluble avenin-3. Eur. J. Biochem. 1994. Vol. 224. P. 631-638.

186. Egorov T.A. The amino acid sequence of the "fast" avenin component (Avena saliva L.). J. Cereal Sci. 1988. Vol. 8. P. 289-292.

187. Egorov T.A., Odintsova T.I., Musolyamov A.K., Fido R., Tatham A. S, Shewry P.R. Disulphide structure of a sunflower seed albumin: conserved and variant disulphide bonds in the cereal prolamin superfamily. FEBS Letters. 1996. V. 396. P. 285-288.

188. Egorov T.A., Odintsova T.I., Pukhalsky V.A., Grishin E.V. Diversity of wheat antimicrobial peptides. Peptides. 2005. Vol. 26. P. 2064-2073.

189. Epple P., Apel K., Bohlmann H. An Arabidopsis thaliana thionin gene is inducible via a signal transduction pathway different from that for pathogenesis-related proteins. Plant Physiol. 1995. Vol. 109. P. 813-820.

190. Epple P., Apel K., Bohlmann H. Overexpression of an endogeneous thionin enhances resistance of Arabidopsis against Fusarium oxysporum. 1997. Plant Cell. Vol. 9. P. 509-520.

191. Ericson M.L., Rodin J., Lenman M., Glimelius K., Josefsson L.-G. and Rask L. Structure of the rapeseed 1.7 S storage protein, napin, and its precursor. J. Biol. Chem. 1986. Vol. 261. P. 1457614581.

192. Evans D.M.A., Fraser R.S.S., Bryant J.A. RNA-dependent RNA polymerase activities in tomato plants susceptible or resistant to tobacco mosaic virus. Ann. Botany. 1985. Vol. 4. P.587-591.

193. Evans J.E., Wang Y., Shaw K.P., Vernon L.P. Cellular responses to Pyrularia thionin are mediated by Ca2+ influx and phospholopase A2 activation and are inhibited by thionin tyrosine iodination. Proc. Acad. Sci. USA. 1989. Vol. 86. P. 5849-5853.

194. Fang K.S.Y., Vitale M., Fehler P., King T.P. cDNA cloning and primary structure of a whote-face hornet venom allergen 5. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1988. Vol. 85. P. 895-899.

195. Fant F., Vranken W., Broekaert W., Borremans F. Determination of the three-dimensional solution structure of Raphanus sativus antifungal protein 1 by 1H NMR. J. Mol. Biol. 1998. Vol. 279. P. 257-270.

196. Farrokhi N., Whitelegge J.P., Brusslan J.A. Plant peptides and peptidomics. Plant Biotechnol. J. 2008. Vol. 6. P. 105-134.

197. Fazal A., Beg O.U., Shafqat J., Zaidi Z.H., Jornvall H. Characterization of two different peptides from the venom of the scorpion Buthus sindicus. FEBS Letters. 1989. Vol. 257. P. 260-262.

198. Feldman M. and Levy AA. Allopolyploidy a shaping force in the evolution of wheat genomes. Cytogenet. Genome Res. 2005. Vol. 109. P. 250-258.

199. Fernandez de Caleya R., Gonzalez-Pascual B., Garcia-Olmedo F., Carbonero P. Susceptibility of phytopathogenic bacteria to wheat purothionins in vitro. Appl. Microbiol. 1972. Vol. 23. P. 9981000.

200. Fernandez C., Czyperski T., Bruyère T., Ramage P., Môsinger E., Wüthrich M. NMR solution structure of the pathogenesis-related protein P14a. J. Mol. Biol. 1997. Vol. 266. P. 576-593.

201. Ferrante P., Masci S., D'Ovidio R., Lafiandra D., Volpi C., Mattei B. A proteomic approach to verify in vivo expression of a novel gamma-gliadin containing an extra cysteine residue. Proteomics. 2006. Vol. 6. P. 1908-1914.

202. Ferranti P., Mamone G., Picariello G., Addeo F. Mass spectrometry analysis of gliadins in celiac disease. J. Mass Spectrometry. 2007. Vol. 42. P. 1531-1548.

203. Ferreira S.A., Pitz K.Y., Manshardt R., Zee F., Fitch M., Gonsalves D. Virus coat protein transgenic papaya provides practical control of papaya ringspot virus in Hawaii. Plant Dis. 2002. Vol. 86. P. 101-106.

204. Field J.M., Shevviy P.R., Miflin B.J. The polymorphism and structural homology of storage polypeptides (hordein) coded by the Hor-2 locus in barley {Hordeum vulgare L.). Biochem. Genet. 1981. Vol. 19. P. 841-858.

205. Fisichella S., Amato M.E., Lafiandra D., Mantarro D., Palermo A., Savarino A., Scarlata G. Structural studies of wheat flour glutenin polymers by CD spectroscopy. Biopolymers. 2004. Vol. 74. P. 287-301.

206. Flor H.H. Current status of the gene-for-gene concept. Annu. Rev. Phytopathol. 1971. Vol. 9. P. 275-296.

207. Flor H.H. Host-parasite interaction in flax rust its genetics and other implications. Phytopathology. 1955. Vol. 45. P. 680-685.

208. Flor H.H. Inheritance of pathogenicity in Melampsora lini. Phytopathology. 1942. Vol. 32. P. 653-669.

209. Florack D.E. and Stiekema W.J. Thionins: properties, possible biological roles and mechanisms of action. Plant Mol. Biol. 1994. Vol. 26. P. 25-37.

210. Franco O.L., Murad A.M., Leite J.R., Mendes P.A.M., Prates M.V. Bloch C. Identification of a cowpea gamma-thionin with bactericidal activity. FEBS J. Vol. 273. P. 3489-3497.

211. Frankel-Conrat H. Degradation of tobacco mosaic virus with acetic acid. Virology. 1957. Vol. 4. P. 112-121.

212. Fraser R.S.S. Mechanisms of induced resistance to virus disease: New York, London, 1985. P. 373-404.

213. Fraser R.S.S. and Loughlin S.A.R. Resistance to tobacco mosaic virus in tomato: effects of the Tm-1 gene on virus multiplication. J. Gen. Virol. 1980. Vol. 48. P. 87-96.

214. Fridborg I., Grainger J., Page A., Coleman M., Findlay K., et al. TIP, a novel host factor linking callóse degradation with the cell-to-cell movement of potato virus X. Mol. Plant-Microbe Interact. 2003. Vol. 16. P. 132-140.

215. Friedrich L., Vemooij B., Gaffney T., Morse A., Ryals J. Characterization of tobacco plants expressing a bacterial salicylate hydrolase gene. Plant Mol. Biol. 1995. Vol. 29. P. 959-968.

216. Fu B.X. and Sapirstein H.D. Procedure for isolating monomeric proteins and polymeric glutenin of wheat flour. Cereal Chem. 1996. Vol. 73. P. 143-152.

217. Fullmer C.S. Identification of cysteine-containing peptides in protein digests by highperformance liquid chromatography. Analyt. Biochem. 1984. Vol. 142. P. 336-339.

218. Fung K.L., Zhao K.J., He Z.M., Chye M.L. Tobacco-expressed Brassica júncea chitinase BjCHIl shows antifungal activity in vitro. Plant Mol. Biol. 2002. Vol. 50. P. 283-294.

219. Galau G.A., Wand H.Y.-C., Hughes D.W. Cotton Mat5-A (CI64) gene and Mat5-D cDNAs encoding methionine-rich 2S albumin storage proteins. Plant Physiol. 1992. Vol. 99. P. 779-782.

220. Gao A.G., Hakimi S.M., Mittanck C.A., Wu Y., Woerner B.M., Stark D.M., et al. Fungal pathogen protection in potato by expression of a plant defensin peptide. Nat. Biotechnol. 2000. Vol. 18. P. 1307-1310.

221. Gao G.H., Liu W., Dai J.X., Wang J.F., Hu Z., Zhang Y., Wang D.C. Solution structure of PAFP-S: a new knottin-type antifungal peptide from the seeds of Phytolacca americana. Biochemistry. 2001. Vol. 40. P. 10973-10978.

222. Garcia-Garcia F., Schmelzer E., Hahlbrock K., Roxby R. Differential expression of chitinase and beta-l,3-glucanase genes in various tissues of potato plants. Z. Naturforschung. 1994. Vol. 49. P. 195-203.

223. Garcia-Olmedo F., Molina A., Alamillo J.M., Rodriguez-Palenzuela P. Plant defense peptides. Biopolymers (Peptide Science). 1998. Vol. 47. P. 479-491.

224. Garcia-Olmedo F., Molina A., Segura A., Moreno M. The defensive role of nonspecific lipid-transfer proteins in plants. Trends Microbiol. 1995. Vol. 3. P. 72-74.

225. Gatehouse J.A., Croy R.R.D., Boulter D. The synthesis and structure of pea storage proteins. CRC Crit. Rev. Plant SCi. 1984. Vol. 1. P. 287-314.

226. Gianibelli M.C., Larroque O., MacRichie F. Purification and characterization of a novel polymeric endosperm protein from wheat (T. aestivum L.). In: Gluten 96. C.W. Wrigley, ed. 1996. P. 267-271.

227. Gibbs P.E.M., Strongin K.B., McPherson A. Evolution of legume seed storage proteins A domain common to legumins and vicilins is duplicated in vicilins. Mol. Biol. Evol. 1989. Vol. 6. P. 615-620.

228. Ghosh R., Chakrabarti C., Chakrabarti C. Crystal structure analysis of NP24-1: a thaumatin-like protein. Planta. 2008. Vol. 228. P. 883-890.

229. Giudici M., Poveda J.A., Molina M.L., Canal L., González-Ros J.M., Pfúller K., Pfiiller U., Villalain A. Antifungal effects and mechanism of action of viscotoxin A3. FEBS J. 2005. Vol. 273. P. 72-83.

230. Glazebrook J. Contrasting mechanisms of defense against biotrophic and necrotrophic pathogens. Annu. Rev. Phytopathol. 2005. Vol. 43. P. 205-227.

231. Gomar J., Petit M-C., Sodano P., Sy D., Marion D., Kader J-C., Vovelle F., Ptak M. Solution structure and lipid binding of a nonspecific lipid transfer protein extracted from maize seeds. Protein Sci. 1996. Vol. 5. P. 565-577.

232. Graham L.S. and Sticklen M.B. Plant chitinases. Can J. Bot. 1994. Vol. 72. P. 1057-1083.

233. Graham M.Y. The diphenylether herbicide lactofen induces cell death and expression of defense-related genes in soybean. Plant Physiol. 2005. Vol. 139. P. 1784-1794.

234. Grison R., Grezes-Besset B., Schneider M., Lucante N., Olsen L., Leguay J.-J., Toppan A. Field tolerance to fungal pathogens of Brassica napus constitutively expressing a chimeric chitinase gene. Nature Biotechnol. 1996. Vol. 14. P. 643-646.

235. Grosch VV. and Wieser H. Redox reactions in wheat dough as affected by ascorbic acid. J. Cereal. Sci. 1999-Vol. 29. P. 1-16.

236. Grover A. and Gowthaman R. Strategies for development of fungus-resistant transgenic plants. Curr. Sci. 2003. Vol. 84. P. 330-340.

237. Grunwald I., Rupprecht I., Schuster G., Kloppstech K. Identification of guttation fluid proteins: the presence of pathogenesis-related proteins in non-infected barley plants. Physiol. Plant. 2003. Vol. 119. P. 192-202.

238. Gu Q., Kawata E.E., Morse M.J., Wu H.M., Cheung A.Y. A flower-specific cDNA encoding a novel thionin in tobacco. Mol. Gen. Genet. 1992. Vol. 234. P. 89-96.

239. Guerche P., Tire Ch., de Sa F.G., De Clerg A., Van Montagu M., Krebbers E. Differential expression of the Arabidopsis 2S-albumin genes and the effect of increasing gene family size. Plant Cell. 1990. Vol. 2. P. 469-478.

240. Guihard G., Benedetti H., Besnard M., Letellier L. Phosphate efflux through the channels formed by colicins and phague T5 in Escherichia coli cells is responsible for the fall in cytoplasmic ATP. J. Biol. Chem. 1993. Vol. 269. P. 17775-17780.

241. Guo B., Liang X., Chung S.Y., Maleki S.J. Proteomic screening points to the potential importance of Ara h 3 basic subunit in allergenicity of peanut. Inflamm. Allergy Grug Targets. 2008. Vol. 7. P. 163-166.

242. Guo F„ Kothary M.H., Wang Y., Yu X., Howard A.J., Fu T.J., Zhang Y.Z. Purification and crystallization of Cor a 9, a major hazelnut allergen. Acta Crystallogr. Sect F Struct. Biol. Cryst. Commun. 2009. Vol. 65. P. 42-46.

243. Guo Z., Bonos S., Meyer W.A., Day P.R. Belanger F.C. Transgenic creeping bentgrass with delayed dollar spot symptoms. Mol. Breed. 2003. Vol. 11. P. 95-101.

244. Gupta R.B. and MacRitchie F. Allelic variation at glutenin subunit and gliadin loci, Glu-1, Ghi-3, and Gli-1 of common wheat. I. Biochemical basis of the allelic effects on dough properties. J. Cereal Sci. 1994. Vol. 19. P. 19-24.

245. Gupta R.B., Khan K., MacRitchie F. Biochemical basis of flour properties in bread wheats. I. Effects of variation in the quantity and size distribution of polymeric protein. J. Cereal Science. 1993. Vol. 18. P. 23-41.

246. Gutierrez-Campos R., Torres-Acosta J.A., Saucedo-Arias L.J., Gomez-Lim M.A. The use of cysteine proteinase inhibitors to enengineer resistance against potyviruses in trasnsgenic tobacco plants. Nat. Biotech. 1999. Vol. 17. P. 1223-1226.

247. Habuka N., Kataoka J., Miyano M., Tsuge H., Ago H., Noma M. Nucleotide sequence of a genomic clone encoding tricin, a ribosome-inactivating protein from Triticum aestivum. Plant Mol. Biol. 1993. Vol. 22. P. 171-176.

248. Hagan N.D., Upadhyaya N., Tabe L.M., Higgins T.J.V. The redistribution of protein sulfur in transgenic rice expressing a gene for a foreign, sulphur-rich protein. Plant J. 2003. Vol. 34. P. 1-12.

249. Hallick R.B., Lipper C., Richards O.C., Rutter W.J. Isolation of a transcriptionally active chromosome from chloroplasts of Euglena gracilis. Biochemistry. 1976. V. 15. No. 14. P. 30393045.

250. Hamamoto H., Watanabe Y., Kamada H., Okada Y. Amino acid changes in the putative replicase of tomato mosaic virus that overcomes resistance in Tm-1 tomato. J. Gen. Virol. 1997. Vol. 78. P. 461-464.

251. Hammani R., Hamida J.B., Vergoten G., Fliss I. PhytAMP: a database dedicated to antimicrobial plant peptides. Nucl. Acids Res. 2009. Database issue. V. 963. P. 8-15.301. doi: 10.1093/nar/gkn655.

252. Hammerschmidt R. Multiple signals and the onset of defense. Physiol. Mol. Plant Pathol. 2006. Vol. 67. P. 117-118.

253. Han K.H., Park K.H., Yoo H.J., Cha H., Suh S.W., Thomas F., et al. Determination of the three-dimensional structure of hordothionin-alpha by nuclear magnetic resonance. Biochem J. 1996. Vol. 313. P. 885-892.

254. Haq S.K., Atif S.M., Khan R.H. Protein proteinase inhibitor genes in combat against insects, pests and pathogens: natural and engineered phytoprotection. Arch. Biochem. Biophys. 2004. Vol. 431. P. 145-159.

255. Hara-Nishimura I., Takeuchi Y., Inou K., Nishimura M. Vesicle transport and processing of the precursor to 2S albumin in pumpkin. Plant J. 1993. Vol. 4. P. 793-800.

256. Harata K., Muraki M. Crystal structures of Urtica dioica agglutinin and its complex with tri-N-acetylchitotriose. J. Mol Biol. 2000. Vol. 297. P. 673-681.

257. Hart P.J., Monzingo A.F., Ready M.P., Ernest S.R., Robertus J.D. Crustal structure of an endochitinase from Hordeum vulgare L. seeds. J. Mol. Biol. 1993. Vol. 229. P. 189-193.

258. Hartley M.R., Chaddock J.A., Bonness M.S. The structure and function of ribosome-inactivating proteins. Trends Plant Sci. 1996. Vol. 1. P. 254-260.

259. Heck G.R., Chamberlain A.K., Ho DT-H. Barley embryo globulin 1 gene, Begl: characterization of cDNA chromosome mapping and regulation of expression. Mol. Gen. Genet. 1993. Vol. 239. P. 209-218.

260. Heitz Т., Fritig В., Legrand M. Local and systemic accumulation of pathogenesis-related proteins in tobacco plants infected with tobacco mosaic virus. Mol. Plant-Microbe Interact. 1994. Vol. 7. P. 776-779.

261. Hejgaard J., Jacobsen S., Bjorn S.E., Kragh K.M. Antifungal activity of chitin-binding PR-4 type protein from barley grain and stressed leaf. FEBS Letters. 1992. Vol. 307. P. 389-392.

262. Hendrickson W. and Teeter M.M. Structure of hydrophobic protein crambin determined directly from the anomalous scattering of sulphur. Nature. 1981. Vol. 290. P. 107-113.

263. Hennig J., Devveg R.E., Cutt J.R., Klessig D.F. Pathogen, salicylic acid and developmental dependent expression of a p-l,3-gIucanase/G(JS gene fusion in transgenic tobacco plants. Plant J. 1993. Vol. 4. P. 481-493.

264. Henshen A. In: Advanced Methods in Protein Sequence Analysis. B. Wittmann-Liebold, J. Salnikow, V.A. Erdmann, eds. Springer-Verlag, Berlin 1986. P. 244-255.

265. Higgins T.J.V. Synthesis and regulation of major proteins in seeds. Ann. Rev. Plant Physiol. 1984. Vol.35. P. 191-221.

266. Hiraiwa N., Nishimura M., Hara-Nishimura I. Expression and activation of the vacuolar processing enzyme in Saccharomyces cerevisiae. Plant J. 1997. Vol. 12. P. 819-829.

267. Hird D.L., Worrall D., Hodge R., Smartt S., Paul W., Scott R. The anther-specific protein encoded by the Brassica napus and Arabidopsis thaliana A6 gene displays similarity to P-1,3-glucanases. Plant J. 1993. Vol. 4. P. 1023-1033.

268. Hoh F., Pons J.L., Gautier M.F., de Lamotte F., Dumas C. Structure of a liganded type 2 nonspecific lipid-transfer protein from wheat and the molecular basis of ligand binding. Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 2005. Vol. 61. P. 9-19.

269. Holm L. and Sander C. Structural similarity of plant chitinases and Iysozymes from animals and phage. An evolutionary connection. FEBS Letters. 1994. Vol. 340. P. 129-132.

270. Horikoshi M. and Morita Y. Localization of gamma-globulin in rice seed and changes in gammaglobulin content during seed development and germination. Agric. Biol. Chem. 1975. Vol. 39. P. 2309-2314.

271. Howdle P.D. Gliadin, glutenin or both? The search for the Holy Grail in celiac disease. Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. 2006. Vol. 18. P. 703-706.

272. Howe G.A. and Ryan C.A. Suppressors of systemin signaling identify genes in the tomato wound response pathway. Genetics. 1999. Vol. 153. P. 1411-1421.

273. Hrmova M., Garrett T.P.J., Fincher G.B. Subsite affinities and disposition of catalytic amino acids in the subsite-binding region of barley 1,3- P-glucanases. J. Biol. Chem. 1995. Vol. 270. P. 14556-14563.

274. Huang R-H., Xiang Y., Tu G-Z., Zhang Y., Wang D-C. Solution structure of Eacommia antifungal peptide: a novel structural model distinct with a five-disulfide motif. Biochemistry. 2004. Vol.43. P. 6005-6012.

275. Huang R-H., Xiang Y., Liu X-Z., Zhang Y., Hu Z., Wang D-C. Two novel antifungal peptides distinct with a five-disulfide motif from the bark of Eucommia ulmoides Oliv. FEBS Lett. 2002. Vol. 521. P. 87-90.

276. Huang W., Vernon L.P., Bell J.D. Enhancement of adenylate cyclase activity in S49 lymphoma cell membranes by the toxin thionin from Pyrularia pubera. Toxicon. 1994. Vol. 32. P. 789-797.

277. Huebner F.B. and Bietz J.A. Improved chromatographic separation and characterization of ethanol-soluble wheat proteins. Cereal Chem. 1993. Vol. 70. P. 506-511.

278. Ibeas J.I., Lee H., Damsz В., Prasad D.T., Pardo J.M. et al. Fungal cell wall phosphomannans facilitate the toxic activity of a plant PR-5 protein. Plant J. 2000. Vol. 23. P. 375-383.

279. Irwin S.D., Keen J.N., Findlay J.B.C., Lord J.M. The Ricinus communis 2S albumin precursor: A single preprotein may be processed into two different heterodimeric storage proteins. Mol. Gen. Genet. 1990. Vol. 222. P. 400-408.

280. Iseli B., Boiler T., Neuhaus J-M. The N-terminal cysteine-rich domain of tobacco class I chitinase is essential for chitin binding but not for catalytic or antifungal activity. Plant Physiol. 1993. Vol. 103. P. 221-226.

281. Itoh T., Garcia R.N., Adachi M., Maruyama Y,, Tecson-Mendoza E.M., Mikami B., Utsumi S. Structure of 8S alpha-globulin, the major seed storage protein of mung bean. Acta Ciystallogr. D Biol. Crystallogr. 2006. Vol. 62. P. 824-32.

282. Jakab G., Manrique A., Zimmerli L., Metraux J-P., Mauch-Mani B. Molecular characterization of a novel lipase-like pathogen-inducible gene family of Arabidopsis. Plant Physiol. 2003. Vol. 132. P. 2230-39.

283. Janssen B.J.C., Schirra H.J., Lay F.T., Anderson M.A., Craig D.J. Structure of Petunia hybrida defensin 1, a novel plant defensin with five disulfide bonds. Biochemistry. 2003. Vol. 42. P. 82148222.

284. Jayaraj J. and Punja Z.K. Combined expression of chitinase and lipid transfer protein genes in transgenic carrot plants enhances resisrtance to foliar fungal pathogens. Plant Cell Rep. 2007. Vol. 26. P. 1539-1546.

285. Ji C. and Kuc J. Antifungal activity of cucumber p-l,3-glucanase and chitinase. Physiol. Mol. Plant Pathol. 1996. Vol. 49. P. 257-265.

286. Jin T., Guo F., Chen Y.W., Howard A., Zhang Y.Z. Crystal structure of Ara h 3, a major allergen in peanut. Mol. Immunol. 2009. Vol. 46. P. 1796-804.

287. Johnson K.A., Kim E., Teeter M.M., Suh S.W., Stec B. Crystal structure of alpha-hordothionin at 1.9A resolution. FEBS Letters. 2005. Vol. 579. P. 2301-2306.

288. Joosten M.H. and De Wit P.J. Identification of several pathogenesis-related proteins in tomato leaves inoculated with Cladosporium fulvum (syn. Fulvia fulva) as 1,3-beta-glucanases and chitinases. Plant Physiol. 1989. Vol. 89. P. 945-951.

289. Jorda L., Conejero V., Vera P. Characterization of P69E and P69F, two differentially regulated genes encoding new members of the subtilisin-like proteinase family from tomato plants. Plant Physiol. 2000. Vol. 122. P. 67-73.

290. Jose-Estanyol M., Gomis-Ruth F.X., Puigdomenech P. The eight-cysteine motif, a versatile structure in plant proteins. Plant Physiol. Biochem. 2004. Vol. 42. P. 355-365.

291. Jung H.W., Kim K.D., Hwang B.K. Three pathogen-inducible genes encoding lipid-transfer proteins from pepper are differentially activated by pathogens, abiotic and environmental stresses. Plant Cell Environ. 2003. Vol. 26. P. 915-928.

292. Kamei K., Takano R., Miyasaka A., Imoto T., Hara S. Amino acid sequence of sweet-taste-suppressing peptide (gurmarin) from the leaves of Gymnera sylvestre. J. Biochem. 1992. Vol. 111. P. 109-112.

293. Kasahara M., Gutknecht J., Brew K., Spurr N., Goodfellow P.N. Cloning and mapping of a testis-specific gene with sequence similarity to a sperm-coating glycoprotein gene. Genomics. 1989. Vol. 5. P. 527-534.

294. Kasarda D.D. Glutenin polymers: the in vitro to in vivo transition. Cereal Foods World. 1999. Vol. 44. P. 566-571.

295. Kasarda D.D. Wheat is unique. Pomeranz Y., ed. Am. Assoc. Cereal Chem. St. Paul. 1989. P. 277-302.

296. Kasarda D.D., Autran J-C., Lew E.J.-L., Nimmo C.C., Shewry P.R. N-terminal amino acid sequences of co-gliadins and co-secalins. Implications for the evolution of prolamin genes. Biochim Biophys. Acta. 1983. Vol. 747. P. 138-150.

297. Kasarda D.D., Bernardin J.E., Nimmo C.C. Wheat proteins. In: Advances in cereal science and technology. Y. Pomeranz, ed. St. Paul (Minn.): Amer. Assoc. General Chem. 1976. Vol. 1. P. 158236.

298. Kasarda D.D., Lafiandra D., Morris R., Shewry P.R. Genetic relatioshiops of wheat gliadin proteins. Kulturpflanze. 1984b. Vol. 32. P. 33-52.

299. Keefe D., Hinz U., Meins F. The effect of ethylene on the cell-type specific and intracellular localization of beta-l,3-glucanase and chitinase in tobacco leaves. Planta. 1990. Vol. 182. P. 43-51.

300. Kehr J., Buhtz A., Giavalisco P. Analysis of xylem sap proteins from Brassica napus. BMC Plant Biol. 2005. Vol. 5. P. 11-16.

301. Kerby K., Kuspira J., Jones B.L. Biochemical data bearing on the relationship between the genome of Triticum urartu and the A and B genomes of the polyploid wheats. Genome. 1988. Vol. 30. P. 576-581.

302. Kihara H. Discovery of the DD-analyser, one of the ancestors of Triticum vulgare. Agric. Hortic. 1944. Vol. 19. P. 13-14.

303. Kim W.T. and Okita T.W. Structure, expression and heterogeneity of the rice seed prolamines. Plant Physiol. 1988a. Plant Physiol. Vol. 88. P. 649-655.

304. Kim W.T. and Okita T.W. Nucleotide and primary sequence of a major rice prolamine. FEBS Letters. 1988b. Vol. 231. P. 308-310.

305. King T.P. Insect venom allergens. Monogr. Allergy. 1990. Vol. 28. P. 84-100.

306. Kirby T.W., Mueller G.A., deRose E.F., Lebetkin M.S., Meiss G., et al. The nuclease A inhibitor represents a new variation of the rare PR-1 fold. J. Mol. Biol. 2002. Vol. 320. P. 771-782.

307. Kirihara J.A., Petri J.B., Messing J. Isolation and sequence of a gene encoding a methionine-rich 10-kDa zein protein from maize. Gene. 1988. Vol. 71. P. 359-370.

308. Kleywegt G.J., Boelens R., Cox M., Llinas M., Kaptein R. Computer-assisted assignment of 2D 1H NMR spectra of proteins: basic algorithms and application to phoratoxin B. J. Biomol. NMR. 1991. Vol. l.P. 23-47.

309. Klose J. and Kobalz U. Two-dimensional electrophoresis of proteins: an updated protocol and implications for a functional analysis of the genome. Electrophoresis. 1995. V. 16. P. 1034-1059.

310. Ko T.-P., Ng J.D., McPherson A. The three-dimensional structure of canavalin from jack bean (Canavalia ensiformis). Plant Physiol. 1993. Vol. 101. P. 729-744.

311. Koike M., Okamoto T., Tsuda S., Imai R. A novel plant defensin-like gene of winter wheat is specifically induced during cold acclimation. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2002. Vol. 298. P. 46-53.

312. Koiwa H., Sato F., Yamada Y. Characterization of accumulation of tobacco PR-5 proteins by IEF-immunogold analysis. Plant Cell Physiol. 1994. Vol. 35. P. 821-827.

313. Koller W., Freevert J., Kindl H. Albumins and globulins in dry seeds of C. sativus. Physiol. Chem. 1979. Vol. 360. P. 167-176.

314. Koppelman S.J., Knol E.F., Vlooswijk R.A., Wensing M., Knulst A.C., Hefle S.L., Gruppen H., Piersma S. Peanut allergen Ara h 3: isolation from peanuts and biochemical characterization. Allergy. 2003. Vol. 58. P. 1144-1151.

315. Kortt A.A., Caldwell J.B., Lilley G.G., Higgins T.J.V. Amino acid and cDNA sequences of a methionine-rich 2S protein from sunflower seed (Helianthus annuus L.). Eur. J. Biochem. 1991. Vol. 195. P. 329-334.

316. Kreis M. and Shewry P.R. Unusual features of seed protein structure and evolution. BioEssays. 1989. Vol. 10. P. 201-207.

317. Kreis M., Forde B.G., Rahman S., Miflin B.J., Shewry P.R. Molecular evolution of the seed storage proteins of barley, rye and wheat. J. Mol. Biol. 1985a. Vol. 183. P. 499-502.

318. Krishnan H.B., Kim W.S., Jang S., Kerley M.S. All three subunits of soybean beta-conglycinin are potential food allergens. J. Agric. Food Chem. 2009. Vol. 57. P. 938-943.

319. Kriz A. L. and Wallace N.H. Characterization of the maize Globulin-2 gene and analysis of two null alleles. Biochem. Genet. 1991. Vol. 29. P. 241-254.

320. Kriz A.L. 7S globulins of cereals. In: Seed proteins. P.R. Shewry and R. Casey, eds. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. 1999. P. 477-498.

321. Kriz A.L. and Schwartz D. Synthesis of globulins in maize embryos. Plant Physiol. 1986. Vol. 82. P. 1069-1075.

322. Kriz A.L. Characterization of embryo globulins encoded by the maize Gib genes. Biochem. Genet. 1989. Vol. 27. P. 239-251.

323. Laemmli U. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970. Vol. 227. P. 680-685.

324. Lafiandra D., Ciaffi M., Colaprico G., Margiotta B. Comparative effect of null lines at the Glu-D1 and Glu-D3 loci on wheat qualitative properties. In: Proc 5lh Int. Gluten Workshop, (Ass. Cereal Res., ed.). Detmold, Germany. 1993. P. 255-261.

325. Lafiandra D., Masci S., Blumenthal C., Wrigley C.W. The formation of glutenin polymers in practice. Cereal Foods World. 1999. Vol. 44. P. 572-578.

326. Lafiandra D., Masci S., D'Ovidio R., Margiotta B. The genetics of wheat gluten proteins: an overview. In: Wheat Gluten. P.R. Shewry A.S. Tatham A.S., eds. 2000. Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK, 2000. P. 3-11.

327. Lamb C. and Dixon R.A. The oxidative burst in plant defense resistance. Ann. Rev. Plant Physiol Plant Mol. Biol. 1997. Vol. 48. P. 251-275.

328. Landa B.B., Cachinero-Diaz J.M., Lemanceau P., Jimenez-Diaz R.M., Alabouvette C. Effect of fusaric acid and phytoanticipins on growth of rhizobacteria and Fusarium oxysporum. Can. J. Microbiol. 2002. Vol. 48. P. 971-985.

329. Lanfermeijer F.C., Dijkhuis J., Sturre M.J., de Haan P., Hille J. Cloning and characterization of the durable tomato mosaic virus resistance gene Tm-22 from Lycopersicon esculentum. Plant Mol. Biol. 2003. Vol. 52. P. 1037-1049.

330. Lanfermeijer F.C., Warmink J., Hille J. The products of the broken Tm-2 and the durable Tm-22 resistance genes from tomato differ in four amino acids. J. Exp. Botany. 2005. Vol. 56. P. 29252933.

331. Lange J., Mohr U., Wiemken A., Boiler T., Vogeli-Lange R. Proteolytic processing of class IV chitinase in the compatible interaction of bean roots with Fusarium solani. Plant Physiol. 1996. Vol. 111. P. 1135-1144.

332. Lawrence G.J., MacRitchie F., Wrigley C.W. Dough and baking quality of wheat lines deficient in glutenin subunits controlled by the Glu-Al, Glu-Bl and Glu-Dl loci. J. Cereal Sci. 1988. Vol. 7. P. 109-112.

333. Lawrence M.C., Suzuki E., Varghese J.N., Davis P.C., Van Donkelaar A., Tulloch P.A., Colman P.M. The three dimensional structure of the seed storage protein phaseolin at 3A resolution. EMBO J. 1990. Vol. 9. P. 9-15.

334. Lawrence S.D., Novak N.G., Blackburn M.B. Inhibition of proteinase inhibitor transcripts by Leptinotarsa decemlineata regurgitant in Solatium lycopersicum. J. Chem. Ecol. 2007. Vol. 33. P. 1041-1048.

335. Lawton K.A., Potter S.I., Uknes S., Ryals J. Acquired resistance signal transduction in Arabidopsis is ethylene independent. Plant Cell. 1994. vol. 6. P. 581-588.

336. Lay F.T. and Anderson M.A. Defensins components of the innate immune system in plants. Curr. Protein Peptide Sci. 2005. Vol. 6. P. 85-101.

337. Lay F.T., Brugliera F., Anderson M.A. Isolation and properties of floral defensins from ornamental tobacco and petunia. Plant Physiol. 2003. Vol. 131. P. 1283-1293.

338. Lecomte J.T.J., Kaplan D., Llinas M., Thunberg E., Samuelsson G. Proton magnetic resonance of phoratoxins and homologous proteins related to crambin. Biochemistry. 1987. Vol. 26. P. 11871194.

339. Lee T.T.T., Chung M.-C., Kao Y-W., Wang C-S, Chen L-J., Tzen J.T.C. Specific expression of a sesame storage protein in transgenic rice bran. J. Cereal Sci. 2005. Vol. 41. P. 23-35.

340. Lee T.T.T., Wang M.M.C., Hou R.C.W., Chen L-J., Su R.C., Wang C.S., Tzen J.T.C. Enhanced methionine and cysteine levels in transgenic rice seeds by the accumulation of sesame 2S albumin. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2003. Vol. 67. P. 1699-1711.

341. Legname G., Bellosta P., Gromo G., Modena D., Keen J.N., Roberts L.M., Lord J.M. Nucleotide sequence of cDNA coding for dianthin 30, a ribosome-inactivating protein from Dianthus caryophyllus. Biochim. Biophys Acta. 1991. Vol. 1090. P. 119-122.

342. Legrand M., Kauffmann S., Geoffroy P., Fritig B. Biological function of "pathogenesis-related" proteins: four tobacco PR-proteins are chitinases. Proc. Natl. Acad. Sci USA. 1987. Vol. 84. P. 6750-6754.

343. Leite A., Neto G.C., Vettore A.L., Yunes J.A., Arruda P, The prolamins of sorghum, Coix and millets. In: Seed proteins. P.R. Shewry and R. Casey R., eds. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. 1999. P. 141-157.

344. Le-Nguyen D.L., Heitz A., Chiche L., Castro B., Baigegrain F., Favel A., Coletti-Previero A. Molecular recognition between serine proteases and new bioactive microproteins with a knotted structure. Biochimie. 1990. Vol. 72. P. 431-435.

345. Levine A., Tenhaken R., Dixon R., Lamb C. H2O2 from the oxidative burst orchestrates the plant hypersensitive disease resistance response. Cell. 1994. Vol. 79. P. 583-593.

346. Li S.S., Gullbo J., Lindholm P., Larsson R., Thunberg E., Samuelsson G., et al. Ligatoxin B, a new cytotoxic protein with a novel helix-turn-helix DNA-binding domain from the mistletoe Phoradendron llga. Biochem J. 2002. Vol. 361. P. 405-413.

347. Li S-S., Claeson P. Cys/Gly-rich proteins with a putative single chitin-binding domain from oat (Avena saliva) seeds. Phytochemistry. 2003. Vol. 63. P. 249-255.

348. Lilley G.G. and Inglis A.S. Amino acid sequence of conglutins, a sulfur-rich seed protein of Lupimts angustifolium L. FEBS Letters. 1986. Vol. 195. P. 235-241.

349. Ling J., Lo X-D., Wu X-H, Liu W-Y. Topological requirement for recognition and cleavage of DNA by ribosome-inactivating proteins. Biol. Chem. Hoppe-Seyler. 1995. Vol. 376. P. 637-641.

350. Lipkin A., Anisimova V., Nikonorova A., Babakov A., Krause E., Bienert M., Grishin E., Egorov T. An antimicrobial peptide Ar-AMP from amaranth (Amaranthus retroflexus L.) seeds. Phytochemistry. 2005. Vol. 66. P. 2426-2431.

351. Liu D., Roghothama K.G., Hasegawa P.M., Bressan R.A. Osmotin overexpression in potato delays development of disease symptoms. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994. Vol. 91. P. 18881892.

352. Liu Y-J., Cheng C-S., Lai S-M., Hsu M-P., Chen C-S., Lyu P-C. Solution structure of the plant defensin VrDl from mung bean and its possible role in insecticidal activity against bruchids. Proteins. 2006. Vol. 63. P. 777-786.

353. Lockhart H.B. and Hurt H.D. Nutrition of oats. In: Oats: chemistry and technology. F.H. Webster, ed. St. Paul, Minnesota, USA: American Association of Cereal Chemists, Inc. 1986. P. 297-308.

354. Lodge J.K., Kaniewski W.K., Turner N.E. Broad-spectrum virus resistance in transgenic plants expressing pokevveed antiviral protein. Proc. Natl. Acad. Sci USA. 1993. Vol. 90. P. 7089-7093.

355. Lord J.M., Roberts L.M., Robertus J.D. Ricin: structure, mode of action and some current applications. FASEB J. 1994. Vol. 8. P. 201-208.

356. Lorenzo O., Chico J.M., Sanchez-Serrano J.J., Solano R. JASMONATE-INSENSITIVE 1 encodes a MYC transcription factor essential to discriminate between different jasmonate-regulated defense responses mArabidopsis. Plant Cell. 2004. Vol. 16. P. 1938-1950.

357. Lorito M., Woo S.L., Diambrosio M., Harman G.E., Hayes C.K., Kubicek C.P., Scala F. Synergistic enhancement between cell wall degrading enzymes and membrane affecting compounds. Mol. Plant-Microbe Interact. 1996. Vol. 9. P. 206-213.

358. Ludvigsen S. and Poulsen F.M. Three-dimensional structure in solution of barwin, a protein from barley seed. Biochemistry. 1992. Vol. 31. P. 8783-8789.

359. Lusso M. and Kuc J. The effect of sense and antisense expression of the PR-N gene for P-1,3-glucanase on disease resistance of tobacco to fungi and viruses. Physiol Mol Plant Pathol. 1996. Vol. 49. P. 267-283.

360. Machida S. and Saito M. Purification and characterization of membrane-bound chitin synthase. J. Biol. Chem. 1993. Vol. 268. P. 1702-1707.

361. MacRichie F. and Lafiandra D. Structure-function relationships of wheat proteins. In: Food proteins and their applications. S. Damodaran and A. Paraf, eds. Marcel Dekker, New York. 1997. P. 293-324.

362. MacRitchie F. and Lafiandra D. Use of near-isogenic wheat lines to determine protein composition-functionality relationships. Cereal Chem. 2001. Vol. 78. P. 501-506.

363. Maeda K., Wakabayashi S., Matsubara H. Disulfide bridges in an alpha-amylase inhibitor from wheat kernel. J. Biochem. 1983. Vol. 94. P. 865-870.

364. Maheswaran G., Pridmore L., Franz P., Anderson M.A. A proteinase inhibitor from Nicotiana alata inhibits the normal development of light-brown apple moth, Epiphyas postvittana in transgenic apple plants. Plant Cell Rep. 2007. Vol. 26. P. 773-782.

365. Majeau N., Trudel J., Asselin A. Diversity of cucumber isoforms and characterization of one seed basic chitinase with lysozyme activity. Plant Sci. 1990. Vol. 68. P. 9-16.

366. Maldonado A.M., Doerner P., Dixon R.A., Lamb C.J., Cameron R.K. A putative lipid transfer protein involved in systemic resistance signaling in Arabidopsis. Nature. 2002. Vol. 419. P. 399403.

367. Manners J.M. Hidden weapons of microbial destruction in plant genomes. Genome Biology. 2007. Vol. 8. P. 225-234.

368. Marchylo B.A, Kruger J.E, Hatcher D.W. Quantitative reversed-phase high-performance liquid chromatography analysis of wheat storage proteins as a potential quality prediction tool. J. Cereal Science. 1989. Vol. 9. P. 113-130.

369. Marcus J.P., Goulter K.C., Green J.L., Harrison S.J., Manners J.M. Purification, characterization and cDNA cloning of an antimicrobial peptide from Macadamia integrifolia. Eur. J. Biochem. 1997. Vol. 244. P. 743-749.

370. Marcus J.P., Green J.L., Goulter K.C., Manners J.M. A family of antimicrobial peptides is produced by processing of a 7S globulin protein in Macadamia integrifolia kernels. Plant J. 1999. Vol. 19. P. 699-710.

371. Marcus J.P., Goulter K.C., Manners J.M. Peptide fragments from plant vicillins expressed in E. coli exhibit antimicrobial activity in vitro. Plant Mol. Biol. Rep. 2008. Vol. 26. P. 75-87.

372. Margiotta B., Pfluger L., Roth M.R., MacRitchie F., Lafiandra D. Isogenic bread wheat lines differing in number and type of high Mr glutenin subunits. Proc. 7th Int. Workshop 'Gluten 2000". P. R. Shewry and A. Tatham, eds. 2000. P. 29-34.

373. Marks M.D., Lindell J.S., Larkins B.A. Nucleotide sequence analysis of zein mRNAs from maize endosperm. J. Biol. Chem. 1985. Vol. 260. P. 16451-16459.

374. Marshall S.H. and Arenas G. Antimicrobial peptides: A natural alternative to chemical antibiotics and a potential for applied biotechnology. Electronic J. Biotechnology. 2003. Vol. 6. P. 271-284.

375. Martin G.B., Brommonschenkel S.H., Chunwongse J., Frary A., Ganal M.W., Spivey R., Wu T., Earle E.D., Tanksley S.D. Map-based cloning of a protein kinase gene conferring disease resistance in tomato. Science. 1993. Vol. 262. P. 1432-1436.

376. Martins J.C., Maes D., Loris R., Pepermans R., Wyns L., Willem R., Verheyden P. H NMR study of the solution structure of Ac-AMP2, a sugar binding antimicrobial protein isolated from Amaranthus caudatus. J. Mol. Biol. 1996. Vol, 258. P. 322-333.

377. Maruyama N., Salleh M.R.M., Takahashi K., Yagasaki K., Goto H., Hontani N., Nakagawa S., Utsumi S. Structure- physicochemical function relationships of soybean beta-conglicinin. J. Agric. Food Chem. 2002. Vol.50. P. 4323-4326.

378. Masci D., Egorov T.A., Ronchi C., Kuzmicky D.D., Kasarda D.D., Lafiandra D. Evidence for the presence of only one cysteine residue in the D-type low molecular weight subunits of wheat glutenin. J. Cereal Sci. 1999. Vol. 29. p. 17-25.

379. Masci S.M., Lafiandra D., Porceddu E., Lew E.J.-L., Tao H.P., Kasarda D.D. D-Glutenin subunits: N-terminal sequences and evidence for the presence of cysteine. Cereral Chem. 1993. Vol. 70. P. 581-585.

380. Masci S.M., Porceddu E., Lafiandra D. Two-dimensional electrophoresis of ID-encoded B and D glutenin subunits in common wheats with similar omega gliadins. Biochem. Genet. 1991b. Vol. 29. P. 403-413.

381. Masoudi-Nejad Ali, Nasuda S., Kawabe A., Endo T.R. Molecular cloning, sequencing, and chromosome mapping of a 1 A-encoded co-type prolamin sequence from wheat. Genome. 2002. Vol. 45. P.661-669.

382. Masumura T., Hibino T., Kidzu K., Mitsukawa N., Tanaka K., Fugli S. Cloning and characterization of a cDNA encoding a rice 13 kDa prolamin. Mol. Gen. Genet. 1990. Vol. 221. P. 1-7.

383. Masumura T., Shibata D., Hibino T., Kato T., Kawabe K., Takeba G., Tanaka K., Fugli S. cDNA cloning of an mRNA encoding a sulfur-rich 10 kDa prolamin polypeptide in rice seeds. Plant Mol. Biol. 1989. Vol. 12. P. 123-130.

384. Matsuoka M., Ohashi Y. Biochemical and serological studies of pathogenesis-related proteins of Nicotiana species. J. Gen. Virol. 1984. Vol. 65. P. 2209-2215.

385. Matz M., Shagin D., Bogdanova E., Britanova O., Lukyanov S., Diatchenko L., Chenchik A. Different strategies of differential display: areas of application. Nucleic Acids Res. 1999. V. 27. P. 1558-1560.

386. Mauch F., Mauch-Mani B., Boiler T. Antifungal hydrolases in pea tissue. II. Inhibition of fungal growth by combination of chitinase and beta-l,3-glucanase. Plant Physiol. 1988. Vol. 88. P. 936942.

387. McDowell J.M. and Dangl J.L. Signal transduction in the plant immune response. Trends Biochem. Sci. 2000. Vol. 25. P. 79-82.

388. McFadden E.S. and Sears E.R. The origin of Triticum spelta and its free-threshing hexaploid relatives. J. Hered. 1946. Vol. 37. P. 81-89.

389. Mecham D.K., Kasarda D.D., Qualset C.O. Genetic aspects of wheat gliadin proteins. Biochem. Genet. 1978. Vol. 16. P. 831-853.

390. Mehdy M.C. Active oxygen species in plant defense against pathogens. Plant Physiol. 1994. Vol. 105. P. 467-472.

391. Melchers L.S. and Stuiver M.H. Novel genes for disease-resistance breeding. Curr. Opin. Plant Biol. 2000. Vol. 3. P. 147-152.

392. Melo F.R., Ridgen D.J., Franco O.L., Me Ho L.V., Ary M.B., Grossi-de-Sa M.F., et al. Inhibition of trypsin by cow-pea thionin: characterization, molecular modeling, and docking. Proteins. 2002. Vol.48. P. 311-319.

393. Mendoza E.M., Adachi M., Bernardo A.E., Utsumi S. Mungbean (Vicia radiate (L.) Wilczek) globulins: purification and characterization. J. Agric Food Chem. 2001. Vol. 49. P. 1552-1558.

394. Menu-Bouaouiche L., Vriet C., Peumans W.J., Barre A., Van Damme E.J.M., Rouge P. A molecular basis for the endo- P-l,3-glucanase activity of the thaumatin-like proteins from edible fruits. Biochimie. 2003. Vol. 85. P. 123-131.

395. Metakovsky E.V. Gliadin allele identification in common wheat. II. Catalogue of gliadin alleles in common wheat. J. Genet. Breed. 1991. Vol. 45. P. 325-344.

396. Metakovsky E.V., Novoselskaya A.Yu., Kopus M.M., et al. Blocks of gliadin components in winter wheat detected by one-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis. Theor. Appl. Genet. 1984. Vol. 67. P. 559-568.

397. Michaelson D., Rayner J., Couto M., Ganz T. Cationic defensins arise from charge-neutralized propeptides: a mechanism for avoiding leukocyte autocytotoxicity? J. Leukoc. Biol. 1992. Vol. 51. P. 634-639.

398. Milbradt A.G., Kerek F., Moroder L., Renner C. Structural characterization of hellethionins from Helleboruspurpurascens. Biochemistry. 2003. Vol. P. 2404-2411.

399. Mills E.N., Jenkins J.A., Alcocer M.J., Shevviy P.R. Structural, biological and evolutionary relationships of plant food allergens sensitizing via the gastrointestinal tract. Crit. Rev. Food. Sci. Nutr. 2004. Vol. 44. P. 379-407.

400. Milne T.J., Abbenante G., Tyndall J.D.A., Halliday J., Lewis R.J. Isolation and characterization of a cone snail protease with homology to CRISP proteins of the pathogenesis-related protein superfamily. J. Biol. Chem. 2003. Vol. 278. P. 31105-31110.

401. Molders W., Bichala A., Metraux J-P. Transport of salicylic acid in tobacco necrosis virus-infected cucumber plants. Plant Physiol. 1996. Vol. 112. P. 787-792.

402. Molina A. and Garcia-Olmedo F. Developmental and pathogen-induced expression of three barley genes encoding lipid transfer proteins. Plant J. 1993. Vol. 4. P. 983-991.

403. Molina A. and Garcia-Olmedo F. Enhanced tolerance to bacterial pathogens caused by the transgenic expression of barley lipid transfer protein LTP2. Plant J. 1997. Vol. 12. P. 669-675.

404. Molina A., Segura A., Garcia-Olmedo F. Lipid transfer proteins (nsLTPs) from barley and maize leaves are potent inhibitors of bacterial and fungal plant pathogens. FEBS Letters. 1993. Vol. 316. P. 119-122.

405. Mondal K.K., Bhattacharya R.C., Koudal K.R., Chatterjee S.C. Transgenic Indian mustard (Brassica juncea) expressing tomato glucanase leads to arrested growth of Alternaria brassicae. Plant Cell Rep. 2007. Vol. 26. P. 247-252.

406. Mondal K.K., Chatterjee S.C., Viswakarma N., Bhattacharya R.C., Grover A. Chitinase-mediated inhibitory activity of Brassica transgenic on growth of Alternaria brassicae. Curr. Microbiol. 2003. Vol. 47. P. 171-173.

407. Monsalve R.I., Villalba M., Rico M., Shewry P.R., Rodriguez R. The 2S albumin proteins. In: Plant food protein allergens. E.N.S. Mills and P.R. Shewry, eds. Blackwell Science, Oxford. 2004. P. 42-61.

408. Moreno F.J., Clemente A. 2S albumin storage proteins: what makes them food allergens? The Open Biochemistry Journal. 2008. Vol. 2. P. 16-28.

409. Moreno M., Segura A., Garcia-Olmedo F. Pseudothionin-Stl, a potato peptide active against potato pathogens. Eur. J. Biochem. 1994. Vol. 223. P. 135-139.

410. Motoyoshi F., Oshima N. Expression of genetically controlled resistance to tobacco mosaic virus infection in isolated tomato leaf mesophyll protoplasts. J. Gen. Virol. 1977. V. 34. P. 499-506.

411. Murdock L.L. and Shade R.E. Lectins and protease inhibitors as plant defenses against insects. J. Agric. Food Chem. 2002. Vol. 50. P. 6605-6611.

412. Murphy E.V., Zhang Y., Zhu W., Biggs J. The human glioma pathogenesis-related protein is structurally related to plant pathogenesis-related proteins and its gene is expressed specifically in brain tumors. Gene. 1995. Vol. 159. P. 131-135.

413. Narasimhan M.L., Coca M.A., Jin J., Yamauchi T., Ito Y., et al. Osmotin is a homolog of mammalian adiponectin and controls apoptosis in yeast through a homolog of mammalian adiponectin receptor. Mol. Cell. 2005. Vol. 17. P. 171-180.

414. Nelson D.E., Raghothama K.G., Singh N.K., Hasegawa P.M., Bressan R.A. Analysis of structure and transcriptional activation of an osmotin gene. Plant Mol. Biol. 1992. Vol. 19. P. 577-588.

415. Neuhaus J-M, Sticker L., Meins F., Boiler T. A short C-terminal sequence is necessary and sufficient for the targeting of chitinases to the plant vacuole. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991. Vol. 88. P.10362-10366.

416. Ng J.D., Ko T.P., McPherson A. The three-dimensional structure of canavalin from jack bean (Canavalia ensiformis). Plant Physiol. 1993. Vol. 101. P. 729-744.

417. Nielsen K.K., Mikkelsen J.D., Kragh K.M., Bojsen K. An acidic class II chitinase in sugar beet: induction by Cercospora beticola, characterization, and expression in transgenic tobacco plants. Mol. Plant-Microbe Interact. 1993. Vol. 6. P. 495-506.

418. Nielsen K.K., Nielsen J.E., Madrid S.M., Mikkelsen J.D. Characterization of a new antifungal chitin-binding peptide from sugar beet leaves. Plant Physiol. 1997. Vol. 113. P. 83-91.

419. Nielsen K.K., Nielsen J.E., Madrid S.M., Mikkelsen J.D. New antifungal proteins from sugar beet {Beta vulgaris L.) showing homology to non-specific lipid transfer proteins. Plant Mol. Biol. 1996. Vol. 31. P. 539-552.

420. Nozu J., Ohno T., Okada Y. Amino acid sequences of some common Japanese strains of tobacco mosaic virus. J. Biochem. 1970. Vol. 32. P. 738-743.

421. O'Kennedy B.T., Reilly C.C., Titus J.S., Splittstoesser W.E. A comparison of the storage protein of eight species of Cucurbitaceae. Can. J. Bot. 1979. Vol. 57. P. 2044-2049.

422. O'Leary S.J., Poulis B.A., von Aderkas P. Identification of two thaumatin-like proteins (TLPs) in the pollination drop of hybrid yew that may play a role in pathogen defence during pollen collection. Tree Physiol. 2007. Vol. 27. P. 1649-1659.

423. Oard S.V. and Enright F.M. Expression of the antimicrobial peptides in plants to control phytopathogenic bacteria and fungi. Plant Cell Rep. 2006. Vol. 6. P. 561-572.

424. Obregon P., Martin R., Sanz A., Castresana C. Activation of defense-related genes during senescense: A correlation between gene expression and cellular damage. Plant Mol. Biol. 2001. V. 46. P. 67-77.

425. Odintsova T.I., Egorov Ts.A., Musolyamov A.Kh., Odintsova M.S., Pukhalsky V.A., Grishin E.V. Seed defensins from T. kiharae and related species: genome localization of defensin-encoding genes. Biochimie. 2007. Vol. 89. P. 605-612.

426. Oerke E.C., Dehne H.W., Schonbeck F., Weber A. Crop Production and Crop Protection: Estimated Losses in Major Food and Cash Crops. 1994. Elsevier, Amsterdam.

427. Ogata C.M., Gordon P.F., de Vos A.M., Kim S-H. Crystal structure of a sweet tasting protein thaumatin I, at 1.65 A resolution. J. Mol. Biol. 1992. Vol. 228. P. 893-908.

428. Okita T.W., Cheesbrough V., Reeves C.D. Evolution and heterogeneity of the alpha-beta-type gliadin and gamma-type gliadin DNA sequences. J. Biol. Chem. 1985. Vol. 260. P. 8203-8213.

429. Oldach K.H., Becker D., Lorz H. Heterologous expression of genes mediating enhanced fungal resistance in transgenic wheat. Mol. Plant-Microbe Interact. 2001. Vol. 14. P. 832-838.

430. Onaderra M., Monsalve R.J., Manche J.M., Villalba M., Martinez del Pozo A., Gavilalanes J.G., Rodriguez R. Food mustard allergen interaction with phospholipid vesicles. Eur. J. Biochem. 1994. Vol. 225. P. 609-615.

431. Orchansky P., Rubinstein M., Sela I. Human interferons protect plants from virus infection. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1982. Vol. 79. P. 2278-2282,

432. Ori N., Sessa G., Lotan T., Himmelhoch S., Fluhr R. A major stylar matrix polypeptide (sp41) is a member of the pathogenesis-related proteins superclass. EMBO J. 1990. Vol. 9. P. 3429-3436.

433. Orru S., Scaloni A., Giannattasio M., Urech K., Pucci P., Schaller G. Amino acid sequence, S-S bridge arrangement and distribution in plant tissues of thionins from Viscum album. Biol. Chem.1997. Vol. 378. P. 989-996.

434. Osborne T.B. The vegetable proteins. 1924. 2nd edn, Longmans Green and Co., London.

435. Osbourn A.E. Preformed antimicrobial compounds and plant defense against fungal attack. Plant Cell. 1996. Vol. 8. P. 1821-1831.

436. Pan S.Q., Ye X.S., Kuc J. Induction of chitinases in tobacco plants systemically protected against the mold by Peronospora tabacina or tobacco mosaic virus. Phytopathology. 1992. Vol. 82. P. 119123.

437. Pantoja-Uceda D. Bruix M., Gimenez-Gallego G., Rico M., Santero J. Solution structure of RicC3, a 2S-albumin storage protein from Ricinus communis. Biochemistry. 2003. Vol. 42. P. 13839-13847.

438. Park C.-J., Kim K-J., Shin R., Park J.M., Shin Y-C., Paek K-H. Pathogenesis-related protein 10 isolated from hot pepper functions as a ribonuclease in an antiviral pathway. Plant J. 2004. Vol. 37. P. 186-198.

439. Pasonen H-L., Seppanen S-K., Degefu Y., Rytkonen A., Von Weissenberg K., Pappinnen A. Field performance of chitinase transgenic silver birches {Betula pendula): resistance to fungal diseases. Theor. Appl. Genet. 2004. Vol. 109. P. 534-540.

440. Passardi F., Penel C., Dunand C. Performing the paradoxical: How plant peroxidases modify the cell wall. Trends Plant Sci. 2004. Vol. 9. P. 562-570.

441. Patel S., Cudney R., McPherson A. Crystallographic characterization and molecular symmetry of edestin, a legumine from hemp. J. Mol. Biol. 1994. Vol. 235. P. 361-363.

442. Patel S.U., Osborn R., Rees S., Thornton J.M. Structural studies of Impatiens balsamina antimicrobial protein (Ib-AMPl). Biochemistry. 1998. Vol. 37. P. 983-990.

443. Payne P.I. Genetics of wheat storage proteins and the effect of allelic variation on bread-making quality. Ann. Rev. Plant Physiol. 1987. Vol. 38. P. 141-153.

444. Payne P.I., Jackson E.A., Holt L.M., Law C.N. Genetic linkage between endosperm protein genes on each of the short arms of chromosomes 1A and IB in wheat. Theor. Appl. Genet. 1984. Vol. 67. P. 235-243.

445. Payne P.I., Nightingale M.A., Krattiger A.F., Holt L.M. The relationship between HMW glutenin subunit composition and the breadmaking quality of British grown wheat varieties. J. Sci. Food Agric. 1987. Vol.40. P. 51-65.

446. Pedersen K., Argos P., Naravana S.V.L., Larkins B.A. Sequence analysis and characterization of a maize gene encoding a high-sulfur zein protein of Mr 15000. J. Biol. Chem. 1986. Vol. 261. P. 6279-6284.

447. Pelegrini P.B. and Franco O.L. Plant y-thionins: Novel insights on the mechanism of action of a multi-functional class of defense proteins. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2005. Vol. 37. P. 2239-2253.

448. Pelham J. Strain-genotype interaction of tobacco mosaic virus in tomato. Annal. Appl. Biol. 1972. Vol. 71. P. 219-228.

449. Perri F., Romitelli F., Rufini F., Secundo F., Di Stasio E., Giardina B., Vitali A. Different structural behaviours evidenced in thaumatin-like proteins: a spectroscopic study. Protein J. 2008. Vol. 27. P. 13-20.

450. Peumans W.J., Hao Q., Van Damme E.J.M. Ribosome-inactivating proteins from plants: more than RNA N-glycosidases? FASEB J. 2001. Vol. 15. P. 1493-1506.

451. Pfisterer P., Konig H., Hess J., Lipowsky G., Haendler B., Schleuning W-D., Wirth T. CRISP-3, a protein with homology to plant defense protein, is expressed in mouse B cells under the control of Oct2. Mol. Cell Biol. 1996. Vol. 16. P. 6160-6168.

452. Piber M. and Koehler P. Identification of dehydro-ferulic acid tyrosine in rye and wheat: evidence for a covalent cross-link between arabinoxylans and proteins. J. Agric. Food Chem. 2005. Vol. 53. P. 5276-5284.

453. Pierucci V.R., Tilley M., Graybosch R.A., Blechl A.E., Bean S.R., Tilley K.A. Effects of overexpression of high molecular weight glutenin subunit IDylO on wheat tortilla properties. J. Agric. Food Chem. 2009. Vol. 57. P. 6318-6326.

454. Pieterse C.M.J., Leon-Reyes A., Van der Ent S., Van Wees S.C.M. Networking by small-molecule hormones in plant immunity. Plant-Microbe Interact. 2009. Vol. 5. P. 308-316.

455. Pogna N.E., Lafiandra D., Feillet P., Autran J.-C. Evidence for a direct causal effect of low molecular weight glutenin subunits on gluten viscoelasticituy in durum wheats. J. Cereal Chem. 1988. Vol. 7. P. 211-214.

456. Pons J.L., de Lamotte F., Gautier M.F., Delsuc M.A. Refined solution structure of a liganded type 2 wheat nonspecific lipid transfer protein. J. Biol. Chem. 2003. 14249-14256.

457. Popineau Y. and Pineau F. Fractionation and characterization of gamma-gliadins from bread wheat. J. Cereal Sci. 1985. V. 3. P. 363-368.

458. Popineau Y., Cornec M., Lefebre J., Marchylo B. Influence of high Mr glutenin subunits on glutenin polymers and rheological properties of gluten and gluten subfractions of near-isogenic lines of wheat Sicco. J. Cereal Sci. 1994. Vol. 19. P. 231-241.

459. Preobrazhensky A.A. Electrophoresis of neurochordins, a family of high molecular weight neural tissue glycoproteins, on horizontal submerged agarose gels in the presence of dodecyl sulfate. Anal. Biochem. 1993. Vol. 209. P. 315-317.

460. Preston K.R.J, and Stevenson S.G.J. Flow field-flow fractionation of wheat proteins. Cereal Science. 1996. Vol. 23. P. 121-131.

461. Pritsch C., Muehlbauer G.J., Bushnell W.R., Somers D.A., Vance C.P. Fungal development and induction of defense response genes during early infection of wheat spikes by Fusarium graminearum. Mol. Plant Microbe Interact. 2000. Vol. 13. P. 159-169.

462. Punja Z.K. Genetic engineering of plants to enhance resistance to fungal pathogens. Can J. Plant Pathol. 2001. Vol. 23. P. 216-235.

463. Punja Z.K. Recent developments toward achieving fungal disease resistance in transgenic plants. Can J. Plant Pathol. Vol. 2006. P. 298-308.

464. Qian Y., Preston K., Krokhin O., Mellish J., Ens W. Characterization of wheat gluten proteins by HPLC and MALDI TOF mass spectrometry. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2008. Vol. 19. P. 15421550.

465. Radauer C. and Breiteneder H. Evolutionary biology of plant food allergens. J. Allergy Clin Immunol. 2007. Vol. 120. P. 518-525.

466. Rafalski J.A.Structure of wheat gamma-gliadin genes. Gene. 1986. Vol. 43. P. 221-229.

467. Raikhel N.V., Lee H.-I. Structure and function of chitin-binding proteins. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1993. Vol. 44. P. 591-615.

468. Rao U., Stec B., Teeter M.M. Refinement of purothionins reveals the solute particles important for the lattice formation and toxicity. Part 1: al-purothionin revisited. Acta cryst. 1995a. V. 51. P. 904-913.

469. Rao V.H., Guan C., Van Roey P. Crystal structure of endo-P-N-acetylglucosaminidase H at 1,9 Â resolution: active site geometry and substrate recognition. Structure. 1995b. Vol. 3. P. 449-457.

470. Rauscher M., Adam A.L., Wirtz S., Guggenheim R., Mendgen K., Deising H.B. PR-1 protein inhibits the differentiation of rust infection hyphae in leaves of acquired resistant broad bean. Plant J. 1999. Vol. 19. P. 625-633.

471. Rayapuram C., Wu J., Haas C., Baldwin I.T. PR-13/Thionin but not PR-1 mediates bacterial resistance in Nicotiana attenuata in nature, and neither influences herbivore resistance. Mol. Plant Microbe Interact. 2008. Vol. 21. P. 988-1000.

472. Reddy P. and Appels R. Analysis of a genomic DNA segment carrying the wheat high-molecular-weight (HMW) glutenin Bxl7 subunit and its use as RFLP marker. Theor Appl. Genet. 1993. Vol. 85. P. 616-624.

473. Reeves C.D. and Okita T.W. Analyses of alpha/beta-type gliadin genes from diploid and hexaploid wheats. Gene. 1987. Vol. 52. P. 257-266.

474. Rep M., Dekker H.L., Vossen J.H., De Boer A.D., Houterman P.M., et al. A tomato xylem sap protein represents a new family of small cysteine-rich proteins with structural similarity to lipid-transfer proteins. FEBS Letters. 2003. Vol. 534. P. 82-86.

475. Rico M., Bruix M., Gonzalez C., Monsalve R., Rodriguez R. 1H NMR assignment and global fold of napin Bnib, a representative 2S-albumin seed protein. Biochemistry. 1996. Vol. 35. P. 15672-15682.

476. Rivière M.P., Marais A., Ponchet M., Willats W., Galiana E. Silencing of acidic pathogenesis-related PR-1 genes increases extracellular beta-(l,3)-glucanase activity at the onset of defence reactions. J. Exp. Bot. 2008. Vol. 59. P. 1225-1239.

477. Rivillas-Acevedo L.A. and Soriana-Garcia M. Isolation and biochemical characterization of an antifungal peptide from Amaranthus hypochondriacus seeds. J. Agric. Food Chem. 2007. Vol. 55. P. 10156-10161.

478. Robb J., Lee B., Nazar R.N. Gene suppression in a tolerant tomatorvascular pathogen interaction. Planta. 2007. Vol. 226. P. 299-309.

479. Roberts W.K. and Selitrennikoff C.P. Isolation and partial characterization of two antifungal proteins from barley. Biochim. Biophys. Acta. 1986. Vol. 880. P. 161-170.

480. Roberts W.K. and Selitrennikoff C.P. Zeamatin, an antifungal protein from maize with membrane-permeabilizing activity. J. Gen. Microbiol. 1990. Vol. 136. P. 1771-1778.

481. Rodin J. and Rask L. Characterization of matteuccin, the 2,2S storage protein of the ostrich fern. Evolutionary relationship to angiosperm seed storage proteins. Eur. J. Biochem. 1990. Vol. 192. P. 101-107.

482. Rohini V.K. and Rao K.S. Transformation of peanut (Arachis hypogaea L.) with tobacco chitinase gene: variable response of transformants to leaf spot disease. Plant Sci. 2001. Vol. 160. P. 889-898.

483. Romagnoli S., Ugolini R., Fogolari F., Schaller G., Urech K., Giannattasio M., et al. NMR structural determination of viscotoxin A3 from Viscum album L. Biochem J. 2000. Vol. 350. P. 569-577.

484. Romero A., Alamillo J.M., Garcia-Olmedo F. Processing of thionin precursors in barley leaves by a vacuolar proteinase. Eur. J. Biochem. 1997. Vol. 243. P. 202-208.

485. Sabelli P.A. and Shewry P.R. Characterization and organization of gene families at the Gli-l loci of bread and durum wheats by restriction fragment analysis. Theor. Appl. Genet. 1991. Vol. 83. P. 209-216.

486. Sales M.P., Gerhardt I.R., Grossi-de-Sa M.F., Xavier-Filho J. Do legume storage proteins play a role in defending seeds against bruchids? Plant Physiol. 2000. Vol. 124. P. 515-522.

487. Samac D.A. and Shah D.M. Developmental and pathogen-induced activation of the Arabidopsis acidic chitinase promoter. Plant Cell. 1991. Vol. 3. P. 1063-1072.

488. Samac D.A. and Shah D.M. Effect of chitinase antisense RNA expression on disease susceptibility of Arabidopsis plants. Plant Mol. Biol. 1994. Vol. 25. P. 587-596.

489. Samuel D., Liu Y.J., Cheng C.S., Lyu P.C. Solution structure of plant nonspecific lipid transfer protein-2 from rice {Oryza sativa). J. Biol. Chem. 2002. Vol. 277. P. 35267-35273.

490. Sarowar S., Kim Y.J., Kim E.N., Kim K.D., Hwang B.K., et al. Overexpression of a pepper basic pathogenesis-related protein 1 gene in tobacco plants enhances resistance to heavy metal and pathogen stresses. Plant Cell Rep. 2005. Vol. 24. P. 216-24.

491. Saul F.A., Rovira P., Boulot G., Damme E.J., Peumans W.J., Truffa-Bachi P., Bentley G.A. Crystal structure of Utrica dioica agglutinin, a superantigen presented by MHC molecules of class I and class II. Structure Fold. Des. 2000. Vol. 8. P. 593-603.

492. Schaefer S.C., Gasic K., Cammue B., Broekaert W., van Damme E.J., Peumans W.J., Korban S.S. Enhanced resistance to early blight in transgenic tomato lines expressing heterologous plant defense genes. Planta. 2005. Vol. 222. P. 858-866.

493. Scheets K. and Hedgcoth C. Nucleotide sequence of a gamma-gliadin gene: comparison with other gamma-gliadin sequences shows the structure of gamma-gliadin gene and general primary structure of gamma-gliadin. Plant Sci. 1988. Vol. 57. P. 141-150.

494. Schimoler-O'Rourke R., Richardson M., Selitrennikoff C.P. Zeamatin inhibits trypsin and a-amylase activities. Appl. Environ. Microbiol. 2001. Vol. 67. P. 2365-2366.

495. Schneider M., Schweizer P., Meuvvlu P., Metraux J.P. Systemic acquired resistance in plants. Int. Rev. Cytol. 1986. Vol. 168. P. 303-340.

496. Schoffelmeer E.A.M., Klis F.M., Sietsma J.H., Cornelissen B.J.C. The cell wall of Fusarium oxysporum. Fungal Genet. Biol. 1999. Vol. 27. P. 275-282.

497. Schrader-Fischer G. and Apel K. cDNA-derived identification of novel thionin precursors in Viscum album that contain highly divergent thionin domains but conserved signal and acidic polypeptide domains. Plant Mol.Biol. 1993. Vol. 23. P. 1233-1242.

498. Schrader-Fischer G. and Apel K. Organ-specific expression of highly divergent thionin variants that are distinct from the seed-specific crambin in the crucifer Crambe abyssinica. Mol. Gen. Genet. 1994. Vol. 245. P. 380-389.

499. Schultheiss H., Dechert C., Kiraly L., Fodor J., Michel K., et al. Functional assessment of the pathogenesis-related protein PR-lb in barley. Plant Sci. 2003. Vol. 165. P. 1275-1280.

500. Schwenke K.D. Reflections about the functional potential of legume proteins. A review. Nahrung. 2001. Vol. 45. P. 377-381.

501. Seetharamam K., Waniska R.D., Rooney L.W. Physiological changes in sorghum antifungal proteins. J. Agric. Food Chem. 1996. Vol. 44. P. 2435-2441.

502. Segura A., Moreno M., Garcia-OImedo F. Purification and antipathogenic activity of lipid transfer proteins (LTPs) from the leaves of Arabidopsis and spinach. FEBS Letters. 1993. Vol. 332. P. 243-246.

503. Segura A., Moreno M., Madueno F., Molina A., Garcia-OImedo F. Snakin-1, a peptide from potato that is active against plant pathogens. Mol. Plant Microbe Interact. 1999. Vol. 12. P. 16-23.

504. Segura A., Moreno M., Molina A., Garcia-OImedo F. Novel defensin subfamily from spinach (Spinacia oleraced). FEBS Letters. 1998. Vol. 435. P. 159-162.

505. Sela I. Plant-virus interactions related to resistance and localization of viral infections. Adv. Virus Res. 1981. Vol. 26. P. 201-237.

506. Selitrennikoff C.P. Antifungal proteins. Appl. Environ. Microbiol. 2001. Vol. 67. P. 2883-2894.

507. Sels J., Mathys J., De Coninck B.M.A., Cammue B.P.A., De Bolle M.F.C. Plant pathogenesis-related (PR) proteins: a focus on PR peptides. Plant Physiol. Biochem. 2008. Vol. 46. P. 941-950.

508. Seo P.J., Lee A.K., Xiang F., Park C.M. Molecular and functional profiling of Arabidopsis pathogencsis-related genes: insights into their roles in salt response of seed germination. Plant Cell Physiol. 2008. Vol. 49. P. 334-344.

509. Shands H. and Kimber G. Reallocation of the genomes of Triticum timopheevii Zhuk. In:. Proc. 4th Int Wheat Genet. Symp. E.R. Sears, L.M.S Sears, eds. University of Missouri, Columbia. 1973. P. 101-108.

510. Sharief F.S. and Li S-L. Amino acid sequence of small and large subunits of seed storage protein from Ricinus communis. J. Biol. Chem. 1982. Vol. 257. P. 658-662.

511. Shepherd K.W. Chromosomal control of endosperm proteins in wheat nand rye. In: Proc. 3rd Int. Wheat Genet. Symp. K.W. Finlay and K.W. Shepherd, eds. Canberra: Austral. Acad. Sci. 1968. P. 86-96.

512. Shewry P.R. Wheat. J. Exp. Bot. 2009. Vol. 60. P. 1537-1553.

513. Shewry P.R., Beaudoin F., Jenkins J., Griffiths-Jones S., Mills E.N.C. Plant protein families and their relationships to food allergy. Biochem. Soc. Trans. 2002a. Vol. 30. P. 906-910.

514. Shewry P.R. and Halford N.G. Cereal seed storage proteins: structures, properties and role in grain utilization. J. Exp. Bot. 2002. Vol. 53. P. 947-958.

515. Shewry P.R., Halford N.G., Belton P.S., Tatham A.S. The structure and properties of gluten: an elastic protein from wheat grain. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B 2002b. Vol. 357. P. 133-142.

516. Shewry P.R., Halford N.G., Lafiandra D. Genetics of wheat gluten proteins. Adv. Genet. 2003a. Vol. 49. P. 111-184.

517. Shewry P.R., Halford N.G., Tatham A.S. The high molecular weight subunits of wheat glutenin. J. Cereal Sci. 1992. Vol. 15. P. 105-120.

518. Shewry P.R., Halford N.G., Tatham A.S., Popineau Y., Lafiandra D„ Belton P.S. The high molecular weight subunits of wheat glutenin and their role in determining wheat processing properties. Adv. Food Nutr. Res. 2003b. Vol. 45. P. 219-302.

519. Shewry P.R., Jones H.D., Halford N.G. Plant biotechnology: transgenic crops. Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. 2008. Vol. 111. P. 149-186.

520. Shewry P.R., Miflin B.J., Lew E.J.-L., Kasarda D.D. The preparation and characterization of an aggregated gliadin fraction from wheat. J. Exp. Bot. 1983. Vol. 34. P. 1403-1410.

521. Shewry P.R., Miles M.J., Tatham A.S. The prolamin storage proteins of wheat and related cereals. Prog. Biophys. Molec. Biol. 1994. Vol. 61. P. 37-59.

522. Shewry P.R., Napier J.A., Tatham A.S. Seed storage proteins: structures and biosynthesis. Plant Cell. 1995. Vol. 7. P. 945-956.

523. Shewry P.R. and Tatham A. S. Disulphide bonds in wheat gluten proteins. Cereal. Sci. 1997. Vol. 25. P. 207-227.

524. Shewry P.R. and Tatham A. S. The prolamin storage proteins of cereal seeds: structure and evolution. Biochem J. 1990. Vol. 267. P. 1-12.

525. Shinshi H., Mohnen D., Meins F. Regulation of a plant pathogenesis-related enzyme inhibition of chitinase and chitinase mRNA accumulation in cultured tobacco tissues by auxin and cytokinin. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987. Vol. 84. P. 89-93.

526. Shinshi H., Neuhaus J.-M., Ryals J., Meins F. Jr. Structure of tobacco endochitinase gene: evidence that different chitinase genes can arise by transposition of sequences encoding a cysteine-rich domain, Plant Mol. Biol. 1990. Vol. 14. P. 357-368.

527. Silvar C., Merino F., Diaz J. Differential activation of defense-related genes in susceptible and resistant pepper cultivars infected with Phytophthora capsici. J. Plant Physiol. 2008. Vol. 165. P. 1120-1124.

528. Silvar C., Merino F., Diaz J. Resistance in pepper plants induced by Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici involves different defence-related genes. Plant Biol. 2009. Vol. 11. P. 68-74.

529. Silverstein K.A.T., Graham M.A., Paape T.D., VandenBosch K.A. Genome organization of more than 300 defensin-like genes in Arabidopsis. Plant Physiol. 2005. Vol. 138. P. 600-610.

530. Silverstein K.A.T., Moscal W.A., Wu H.C., Underwood B.A., Graham M.A., Town C.D., VandenBosch K.A. Small cysteine-rich peptides resembling antimicrobial peptides have been under-predicted in plants. Plant J. 2007. Vol. 51. P. 262-280.

531. Singh N.K. and Shepherd K.W. The structure and genetic control of a new class of disulphide-linked proteins in wheat endosperm. Theor. Appl. Genet. 1985. Vol. 71. P. 79-92.

532. Singh N.K., Shepherd K.W., Langridge P., Gruen L.C., Skerritt J.H., Wrigley C.W. Identification of legumin-like proteins in wheat. Plant Mol. Biol. 1988. Vol. 11. P. 633-639.

533. Skinner W.S., Adams M.E., Quistad G.B., Kataoka H., Cesarin B.J., Enderlin F.E., Schooley D.A. Purification and characterization of two classes of neurotoxins from the funnel web spider Agelenopsis aperta. J. Biol. Chem. 1989. Vol. 264. P. 2150-2155.

534. Smart T.E., Dunigan D.D., Zaitlin M. In vitro translation products of mRNAs derived from TMV-infected tobacco exhibiting a hypersensitive response. Virology. 1987. Vol. 158. P. 461-464.

535. Sozinov A.A. and Poperelya F.A. Genetic classification of prolamines and its use for plant breeding. Ann. Technol. Agric. 1980. Vol. 29. P. 229-245.

536. Spelbrink R.G., Dilmac N., Allen A., Smith T.J., Hockerman G.H. Differential antifungal and calcium channel-blocking activity among structurally related plant defensins. Plant Physiol. 2004. Vol. 135. P. 2055-2067.

537. Sreeramulu G. and Singh N.K. Genetic and biochemical characterization of novel low molecular weight glutenin subunits in wheat (Triticum aestivum L.) Genome. 1997. Vol. 40. P. 41-46.

538. Stec B. Plant thionins the structural perspective. Cell. Mol. Life Sci. 2006. Vol. 63. P. 13701385.

539. Stec B., Markman O., Rao U., Heffron G., Henderson S., Vernon L.P., et al. Proposal for molecular mechanism of thionins deduced from physico-chemical stuidies of plant toxins. J. Pept. Res. 2004. Vol. 64. P. 210-224.

540. Stec B., Rao U., Teeter M.M. Refinement of purothionins reveals the solute particles important for the lattice formation and toxicity. Part 1: Structure of ß-putothionin at 1.7Ä resolution. Acta Cryst. 1995. Vol. 51. P. 914-924.

541. Stein G.M., Pfuller U., Schietzel M., Bussing A. Toxic proteins from European mistletoe ( Viscum album L.): increase of intracellular IL-4 but decrease of IFN-gamma in apoptoticcells. Anticancer Ree. 2000. Vol. 20. P. 1673-1678.

542. Stein G.M., Schaller G., Pfuller U., Schietzel M., Bussing A. Thionins from Viscum album L.: influence of the viscotoxins on the activation of granulocytes. Anticancer Res. 1999. Vol. 10371042.

543. Stein J.C. and Nasrallah J.B. A plant receptor-like gene, the S-locus receptor kinase of Brassica oleraceae L., encodes a functional serine-threonine kinase. Plant Physiol. 1993. Vol. 101. P. 11031106.

544. Stöger E., Parker M., Christou P., Casey R. Pea legumin overexpressed in wheat endosperm assembles into an ordered paracrystalline matrix. Plant Physiol. 2001. Vol. 125. P. 1732-1742.

545. Stotz H.U., Spence B., Wang Y. A defensin from tomato with dual function in defense and development. Plant Mol. Biol. 2009. Vol. 71. P. 131-143.

546. Strasser M. and Pfitzner A.J. The double-resistance-breaking tomato mosaic virus strain ToMVl-2 contains two independent single resistance-breaking domains. Arch. Virol. 2007. Vol. 152. P. 903-914.

547. Stuart L.S. and Harris T.H. Bactericidal and fungicidal properties of a crystalline protein from unbleached wheat flour. Cereal Chem. 1942. Vol. 19. P. 288-300.

548. Sugiyama T., Rafalski A., Soll D. The nucleotide sequence of a wheat gamma-gliadin genomic clone. Plant Sei. 1986. Vol. 44. P. 205-209.

549. Sumner-Smith M., Rafalski J.A., Sugiyama T., Stoll M., Söll D. Conservation and variability of wheat alpha/beta-gliadin genes. Nucleic Acids Res. 1985. Vol. 13. P. 3905-916.

550. Suribade M., Salesse C., Marion D., Pezolet M. Interaction of a nonspecific wheat lipid transfer protein with phospholipids monolayers imaged by fluorescence microscopy and studied by infrared spectroscopy. Biophys. J. 1995. Vol. 69. P. 974-988.

551. Sutton K.H. In: Gluten 96. C.W. Wrigley, ed. Royal Australian Chemical Institute, Australia. 1996. P. 317-320.

552. Tabaeizadeh Z., Agharbaoui Z., Harrak H., Poysa V. Transgenic tomato plants expressing a Lycopersicon chilense chitinase gene demonstrate improved resistance to Verticillium clahliae race 2. Plant Cell Rep. 1999. Vol. 19. P. 197-202.

553. Tabe L. and Droux M. Limits to sulfur accumulation in transgenic lupin seeds expressing a foreign sulfur-rich protein. Plant Physiol. 2002. Vol. 128. P. 1137-1145.

554. Tabe L.M., Higgins C.M., McNabb W.C., Higgins T.J.V. Genetic engineering of grain and pasture legumes for improved nutritive value. Genetika. 1993. Vol. 90. P. 181-200.

555. Tabiasco J., Pont F., Fournie J.J., Vercellone A. Mistletoe viscotoxins increase natural killer cellmediated cytotoxicity. Eur. J. Biochem. 2002. Vol. 269. P. 2591-2600.

556. Tachi H., Fukuda-Yamada K., Kojima T., Shiraiwa M., Takahara H. Molecular characterization of a novel soybean gene encoding a neutral PR-5 protein induced by high-salt stress. Plant Physiol. Biochem. 2009. Vol. 47. P. 73-79.

557. Takahashi W., Fujimori M., Miura Y., Komatsu T., Nishizawa Y., et al. Increased resistance to crown rust disease in transgenic Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) expressing the rice chitinase gene. Plant Cell Rep. 2005. Vol. 23. P. 811-818.

558. Takaiwa F., Ogawa M., Okita T.W. Rice glutelins. In: Seed proteins. P.R. Shewry and Casey R., eds. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. 1999. P. 401-425.

559. Takatsu Y., Nishizawa Y., Hibi T., Akutsu K. Transgenic chrysanthemum {Dendranthema grandiflorum (Ramat.) Kitamura) expressing a rice chitinase gene shows enhanced resistance to gray mold {Botrytis cinered). Sci. Hortic. 1999. Vol. 82. P. 113-123.

560. Takemoto D., Furise K., Doke N., Kawakita K. Identification of chitinase and osmotin-like protein as actin-binding proteins in suspension-cultured potato cells. Plant Cell Physiol. 1997. Vol. 38. P. 441-448.

561. Tamhane V.A., Chougule N.P., Giri A.P., Dixit A.R., Sainani M.N., Gupta V.S. In vivo and in vitro effect of Capsicum annum proteinase inhibitors on Helicoverpa armigera gut proteinases. Biochim. Biophys. Acta. 2005. Vol. 1722. P. 156-167.

562. Tanford C. In: Physical Chemistry of Macromolecules. John Wiley and Sons, New York. 1961. P. 275-316.

563. Tang X., Frederick R.D., Zhou J., Halterman D.A., Jia Y., Martin G.B. Initiation of plant disease resistance by physical interaction of AvrPto and Pto kinase. Science. 1996. Vol. 274. P. 2060-2063.

564. Tao H.P. and Kasarda D.D. Two-dimensional gel mapping and N-terminal sequencing of LMW-glutenin subunits. J. Exp. Bot. 1989. Vol. 40. P. 1015-1023.

565. Tatham A.S. and Shewry P.R. Allergens to wheat and related cereals. Clin. Exp. Allergy. 2008. Vol. 38. P. 1712-1726.

566. Tatham A.S. and Shewry P.R. Comparative structures and properties of elastic proteins. Phil. Trans. R.Soc. Lond. B. 2002. Vol. 357. P. 229-234.

567. Tatham A.S. and Shewry P.R. The conformation of wheat gluten proteins. The secondary structures and thermal stabilities of a-, fK y- and co-gliadins. J. Cereal Sci. 1985. Vol. 3. P. 104-113.

568. Tatham A.S., Masson P., Popineau Y. Conformational studies of peptides derived from the enzymatic hydrolysis of a y-gliadin. J. Cereal Sci. 1990. Vol. 11. P. 1-13.

569. Tavares L.S., de Santos M., Viccini L.F., Mereira J.S., Miller R.N.G., Franco O.L. Biotechnological potential of antimicrobial peptides from flowers. Peptides. 2009. Vol. 29. P. 18421851.

570. Taylor B.E. and Irvin J.D. Depurination of plant ribosomes by pokeweed antiviral protein. FEBS Letters. 1990. Vol. 273. P. 144-146.

571. Terras F.R.G., Penninckx I.A.M.A., Goderis I.J., Broekaert W.F. Evidence that the role of plant defensins in radish defense responsec is independent of salicylic acid. Planta. 1998. Vol. 206. P. 117-124.

572. Terwisscha van Scheltinga A.C., Kalk K.H., Beintema J.J., Dijkstra B.W. Crystal structure of hevamine, a plant defense protein with chitinase and lysozyme activity, and its complex with an inhibitor. Structure. 1994. Vol. 2. P. 1181-1189.

573. Thanh V.H. and Shibasaki K. Major proteins of soybean seeds. Reversible and irreversible dissociation of p-conglycinin. J. Agric. Food Chem. 1979. Vol. 27. P. 805-811.

574. The Arabidopsis genome initiative. Nature (London). 2000. Vol. 408. P. 796-815.

575. Thevissen K., Ferket K.K., François I.E., Cammue B.P. Interactions of antifungal plant defensins with fungal membrane components, Peptides. 2003. Vol. 24. P. 1705-1712.

576. Thevissen K., Ghazi A., De Samblanx G.W., Brownlee C., Osborn R.W., Broekaert W.F. Fungal membrane responses induced by plant defensins and thionins. J. Biol. Chem. 1996. Vol. 271. P. 15018-15025.

577. Thevissen K., Kristensen H-H., Thomma B.P.H.J., Cammue B.P.A., Francois I.E.J.A. Therapeutic potential of antifungal plant and insect defensins. Drug Discovery Today. 2007. Vol. 12. P.966-971.

578. Thevissen K., Osborn R.W., Acland D.P., Broekaert W.F. Specific binding sites for an antifungal plant defensin from Dahlia (Dahlia merckii) on fungal cells are required for antifungal activity. Mol Plant Microbe Interact. 2000. Vol. 13. P. 54-61.

579. Thevissen K., Warnecke D.C., Francois I.E., Leipelt M., Heinz E., Ott C., Zahringer U., Thomma < B.P., Ferket K.K., Cammue B.P. Defensins from insects and plants interact with fungal glucosylceramides. J. Biol. Chem. 2004. Vol. 279. P. 3900-3905.

580. Thomma B.P., Eggermont K., Tierens K.F., Broekaert W.F. Requirement of functional ethylene-insensitive 2 gene for efficient resistance of Arabidopsis to infection by Botrytis cinerea. Plant Physiol. 1999. Vol. 121. P. 1093-1102.

581. Thomma B.P., Penninckx I.A., Broekaert W.F., Cammue B.P. The complexity of disease signaling in Arabidopsis. Curr. Opin. Immunol. 2001. Vol. 13. P. 63-68.

582. Thomma B.P.H.J., Cammue B.P.A., Thevissen K. Plant defensins. Planta. 2002. Vol. 216. P. 193202.

583. Thompson C.E., Fernandes C.L., de Souza O.N., Salzano F.M., Bonatto S.L., Freitas L.B. Molecular modeling of pathogenesis-related proteins of family 5. Cell Biochem Biophys. 2006. Vol. 44. P. 385-394.

584. Tian M., Huitema E., Da Cunha L., Torto-Alalibo T., Kamoun S. A Kazal-like extracellular serine protease inhibitor from Phytophthora infestons targets the tomato pathogenesis-related protease P69B. J. Biol. Chem. 2004. Vol. 279. P. 26370-26377.

585. Tian' M., Win J., Song J., van der Hoorn R., van der Knaap E., Kamoun S. A Phytophthora infestons cystatin-like protein targets a novel tomato papain-Iike apoplastic protease. Plant Physiol. 2007. Vol. 143. P. 364-377.

586. Tilley K.A., Benjamin R.E., Bagorogoza K.E., Okot-Kotber B.M., Prakash O., Kwen H. Tyrosine cross-links: molecular basis of gluten structure and function. J. Agric. Food Chem. 2001. Vol. 49. P. 2627-2632.

587. Tornero P., Conejero V., Vera P. A gene encoding a novel isoform of the PR-1 protein family from tomato is induced upon viroid infection. Mol. Gen. Genet. 1993. Vol. 243. P. 47-53.

588. Tossi A. and Sandri L. Molecular diversity in gene-encoded, cationic antimicrobial polypeptides Curr. Pharm. Design. 2002. Vol. 8. P. 743-761.

589. Trudel J., Grenier J., Potvin C., Asselin A. Several thaumatin-like proteins bind to P-l,3-glucans Plant Physiol. 1998. Vol. 118. P. 1431-1438.

590. Truman W., Bennett M.H., Kubigsteltig I., Turnbull C., Grant M. Arabidopsis systemic immunity uses conserved defense signaling pathways and is mediated by jasmonates. Proc. Natl. Acad. Sci USA. 2007. Vol. 104. P. 1075-1080.

591. Turner N.E., Hwang D.J., Bonness M. A nontoxic C-termional deletion mutant of pokeweed antiviral protein inhibits viral infection. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. Vol. 94. P. 3866-3871.

592. Utsumi S., Maruyama N., Satoh R., Adachi M. Structure-function relationships of soybean proteins revealed by using recombinant systems. Enz. Micro. Technol. 2002. Vol. 30. P. 284-288.

593. Vaeck M., Reynaerts A., Hofte H., Jansen S., De Beuckeleer M., Dean C., Zabeau M., Van Montagu M., Leemans J. Transgenic plants protected from insect attack. Nature. 1987. Vol. 328. P. 33-37.

594. Van Campenhout S., Sagi L., Vander Stappen J., Volckaert G. Characterization of type-1 thionin loci from the A, B, D and R genomes of wheat and rye. Theor. Appl. Genet. 1998. Vol. 96. P. 8086.

595. Van Damme E.J.M., Hao Q., Chen Y., Barre A., Vandenbussche F. Desmyter S., Rouge P., Peumans W.J. Ribosome-inactivating proteins: a family of plant proteins that do more than inactivate ribosomes. Crit. Rev. Plant Sci. 2001. Vol. 20. P. 395-465.

596. Van den Elzen P.J.M., Jongedijk E., Melchers L.S., Cornelissen B.J.C. Virus and fungal resistance: from laboratory to field. Phil. Trans. R. Soc. London B. 1993. Vol. 342. P. 271-278.

597. Van der Klei H., Van Damme J., Casteels P., Krebbers E. A fifth 2S-albumin isoform is present in Arabidopsis thaliana. Plant Physiol. 1993. Vol. 101. P. 1415-1416.

598. Van der Weerden N.L., Lay F.T., Anderson M.A. The plant defensin, NaDl, enters the cytoplasm of Fusarium oxysporum hyphae. J. Biol. Chem. 2008. Vol. 283. P. 14445-14452.

599. Van Loon L.C. Pathogenesis-related proteins. Plant Mol. Biol. 1985. Vol. 4. P. 111-116.

600. Van Loon L.C., Pierpoint W.S., Boiler T., Conejero V. Recommendation for naming plant pathogenesis-related proteins. Plant Mol. Biol. Rep. 1994. Vol. 12. P. 245-264.

601. Van Loon L.C., Rep M., Pieterse C.M. Significance of inducible defense-related proteins in infected plants. Annu. Rev. Phytopathol. 2006. Vol. 44. P. 135-162.

602. Van Loon L.C. and Van Strien E.A. The families of pathogenesis-related proteins, their activities, and comparative analysis of PR-1 type proteins. Physiol. Mol. Plant Pathol. 1999. Vol. 55. P. 8597.

603. Van Parijs J., Broekaert W.F., Goldstein I.J., Peumans W.J. Hevein: an antifungal protein from rubber-tree (Hevea brasiliensis) latex. Planta. 1991. Vol. 183. P. 258-264.

604. Vandenbussche F., Desmyter S., Ciani M., Proost P., Peumans W., Van Damme E.J.M. Analysis of the in planta antiviral activity of elderberry ribosome-inactivating proteins. Eur. I. Biochem. 2004. Vol. 271. P. 1508-1515.

605. VanEtten H.D., Mansfield J.W., Bailey E.E., Farmer E.E. Two classes of plant antibiotics: phytoalexins versus phytoanticipins. Plant Cell. 1994. Vol. 6. P. 1191-1192.

606. Vanlerberghe G.C. and Mcintosh L. Alternative oxydase: from gene to function. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1997. Vol. 48. P. 703-734.

607. Varghese J.N., Garrett T.P.J., Colman P.M., Chen L., Hoj P.B., Fincher G.B. Three-dimensional structures of two plant P-glucan endohydrolases with distinct substrate specificities. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994. Vol. 91. P. 2785-2789.

608. Vasil I.K. Molecular genetic improvement of cereals: transgenic wheat (Triticum aestivum L.). Plant Cell Rep. 2007. Vol. 26. P. 1133-1154.

609. Vassilevski A.A. Kozlov S.A., Grishin E.V. Antimicrobial peptide precursor structures suggest effective production strategies. Recent Patents on Inflammation and Allergy Drug Discovery. 2008. Vol. 2. P. 58-63.

610. Velazhahan R. and Muyhukrishnan S. Transgenic tobacco plants constitutively overexpressing a rice thaumatin-like protein (PR-5) show enhanced resistance to Alternaria alternate. Biol. Plant. 2003/4. Vol. 47. P. 347-354.

611. Vellicce G-, Ricci J., Hernandez L., Castagnaro A. Enhanced resistance to Botrytis cinerea mediated by the transgenic expression of the chitinase gene ch5B in strawberry. Transgenic Res. 2006. Vol. 15. P. 57-68.

612. Vera P., Conejero V. Pathogenesis-related proteins of tomato P-69 as an alkaline endoproteinase. Plant Physiol. 1988. Vol. 87. P. 58-63.

613. Veraverbeke W.S. and Delcour J.A. Wheat protein composition and properties of wheat glutenin in relation to breadmaking functionality. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2002. Vol. 42. P. 179-208.

614. Verma N.H., Varsha T., Baranwal V.K. Agricultural role of endogenous antiviral substances of plant origin. In: Antiviral proteins in higher plants. M. Chessin, D. Deborde, A. Zipf eds. CRC Press, Boca Raton. 1995. P. 23-37.

615. Vernon L.P. and Bell J.D. Membrane structure, toxins and phospholipase A2 activity. Pharmacol. Ther. 1992. Vol. 54. P. 269-295.

616. Vigers A.J., Roberts W.K., Selitrennikoff C.P. A new family of plant antifungal proteins. Mol. Plant-Microbe Interact. 1991. Vol. 4. P. 315-323.

617. Vigers A.J., Wiedemann S., Roberts W.K., Legrand M., Selitrennikoff C.P., Fritig B. Thaumatin-like pathogenesis-related proteins are antifungal. Plant Sci. 1992. Vol. 83. P. 155-161.

618. Vignutelli A., Wasternack C., Apel K., Bohlmann H. Systemic and local induction of an Arabidopsis thionin gene by wounding and pathogens. Plant J. 1998. Vol. 14. P. 285-295.

619. Vijayan S., Guruprasad L., Kirti P.B. Prokaryotic expression of a constitutively expressed Tephrosia villosa defensin and its potent antifungal activity. Appl. Genet. Mol. Biotechnology. 2008. Vol. I. P. 1023-1032.

620. Vila-Perello M., Tognon S., Sanchez-Vallet A., Garcia-Olmedo F., Molina A., Andreu D. A minimalist design approach to antimicrobial agents based on a thionin template. J. Med. Chem. 2006. Vol.49. P. 448-451.

621. Vogeli-Lange R., Frundt C., Hart C.M., Nagy F., Meins F. Developmental, hormonal and pathogenesis-related regulation of the tobacco class I P-l,3-glucanase B promoter. Plant Mol. Biol. 1994. Vol. 25. P. 299-311.

622. Vogelsang R. and Barz W. Purification, characterization and differential hormonal regulation of a P-l,3-glucanase and two chitinases from chickpea (Cicer arictimim L.) Planta. 1993. Vol. 189. P. 60-69.

623. Wahlund K.-G., Gustavsson M., MacRichie F., Nylander T., Wannerberger L.J. Size characterization of wheat proteins, particularly glutenin, by asymmetrical flow field-flow fractionation. J. Cereal Science. 1996. Vol. 23. P. 113-119.

624. Wall J.S. In: Recent advances in the biochemistry of cereals. D.L. Laidman, R.G. Wyn J ones. London: Acad. Press. 1979. P. 275-311.

625. Wallace N.H. and Kriz A.L. Nucleotide sequence of a cDNA clone corresponding to the maize Globulin-2 gene. Plant Physiol. 1991. Vol. 95. P. 973-975.

626. Wallowitz M., Peterson W.R., Uratsu S., Comstock S.S., Dandekar A.M., Teuber S.S. Jug r 4, a legumin group food allergen from walnut (Juglans regia cv. Chandler). J. Agric. Food Chem. 2006. Vol. 54. P. 8369-8375.

627. Wang G., Li X., Wang Z. APD2: the updated antimicrobial peptide database and its application in peptide design. Nucl. Acids Res. 2008. doi:10.1093/nar/gkn823.

628. Wang H.X. and Ng T.B. Isolation and characterization of an antifungal peptide with antiproliferative activity from seeds of Phaseolus vulgaris cv. "Spotted Bean". Appl. Microbiol. Biotechnol. 2007. Vol. 74. P. 125-130.

629. Wang H.X., Rao P., Ye X. Isolation and biochemical characterization of a novel leguminous defense peptide with antifungal and antiproliferative potency. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2008. doi: 10.1007/s00253-008-1729-2.

630. Wang T.L., Domoney C., Hedley C.L., Casey R., Grusak M.A. Can we improve the nutritional quality of legume seeds? Plant Physiol. 2003. Vol. 131. P. 886-891.

631. Wang X. and Bunkers G.J. Potent heterologous antifungal proteins from cheeseweed (Malva parviflora). Biochem. Biophys. Res. Commun. 2000. Vol. 279. P. 669-673.

632. Wang X., Bunkers G.J., Walters M.R., Thoma R.S. Purification and characterization of three antifungal proteins from cheeseweed (Malvaparviflora). Biochem. Biophys. Res. Commun. 2001. Vol. 282. P. 1224-1228.

633. Wang Z., Xie W., Chi F., Li C. Identification of nonspecific lipid transfer protein-1 as a calmodulin-binding protein in Arabidopsis. FEBS. Lett. 2005. Vol 579. P. 1683-1687.

634. Wang X., Zafian P., Choudhary M., Lawton M. The PR5K receptor protein kinase from Arabidopsis thaliana is structurally related to a family of plant defense proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. Vol. 93. P. 2598-2602.

635. Weber H., Ohnesorge S., Silber M.V., Pfitzner A.J. The tomato mosaic virus 30 kDa movement protein interacts differentially with the resistance genes Tm-2 and Tm-22. Arch. Virol. 2004. Vol. 149. P. 1499-1514.

636. Weber H. and Pfitzner A.J. Tm-22 resistance in tomato requires recognition of the carboxy terminus of the movement protein of tomato mosaic virus. Mol Plant Microbe Interact. 1998. Vol. 11. P. 498-503.

637. Weber H., Schultze S., Pfitzner J.P. Two amino acid substitutions in the tomato mosaic virus 30-kilodalton movement protein confer the ability to overcome the Tm-22 resistance gene in the tomato. J. Virol. 1993. Vol. 67. P. 6432-6438.

638. Wemmer T., Kaufmann H., Kirch H.-H., Schneider K., Lottspeich F., Thompson R.D. The most abundant soluble basic protein of the stylar transmitting tract in potato (Solatium tuberosum L.) is an endochitinase. Planta. 1994. Vol. 194. P. 264-273.

639. Wieser H. Relation between gliadin structure and celiac toxicity. Acta Paediatr. 1996. Vol. 412. P. 3-9.

640. Wieser H. The use of redox agents. In: Bread making improving quality. S.P. Cauvain, ed. Woodhead Publishing Ltd., Cambridge. 2003. P. 424-446.

641. Wieser H. Chemistry of gluten proteins. Food Microbiol. 2007. Vol. 24. P. 115-119.

642. Wieser H., Bushuk W., MacRichie F. The polymeric glutenins. In: Gliadin and Glutenin: the Unique Balance of wheat quality. C. Wrigley, F. Bekes, W. Bushuk, eds. St. Paul American Association of Cereal Chemistiy. 2006. P. 159-275.

643. Wieser H. and Kieffer R. Correlation of the amount of gluten protein types to the technological properties of wheat flours determined on a micro-scale. J. Cereal Sci. 2001. Vol. 34. P. 19-27.

644. Wieser H. and Zimmermann G. Importance of amounts and proportions of high molecular weight subunits of glutenin for wheat quality. Eur. Food Res. Technol. 2000. Vol. 210. P. 324-330.

645. Wijaya R., Neumann G.M., Condron R., Hughes A.B., Polya G.M. Defense proteins from seed of Cassia fistula include a lipid transfer protein homologue and a protease inhibitory plant defensin. Plant Sci. 2000. Vol. 159. P. 243-255.

646. Wong J.H. and Ng T.B. Sesquin, a potent defensin-like antimicrobial peptide from ground beans with inhibitory activities toward tumor cells and HIV-1 reverse transcriptase. Peptides. 2005. Vol. 26. P.1120-1116.

647. Woynarowski J.M. and Konopa J. Interaction between DNA and viscotoxins. Cytotoxic basic polypeptides from Viscum album L. Hoppe Seylers Z. Physiol. Chem. 1980. Vol. 361. P. 15351545.

648. Wright C.S. Refinement of the crystal struicture of wheat germ agglutinin isolectin 2 at 1.8 A resolution. J. Mol. Biol. 1977. Vol. 194. P. 501-529.

649. Wrigley C.W. Giant proteins with flour power. Nature. 1996. Vol. 381. P. 738-739.

650. Wrobel-Kwiatkowska M., Lorenc-Kukula K., Starzycki M., Oszmiariski J., Kepczyriska E., et al. Physiol. Mol. Plant Pathol. 2004. Vol. 65. P. 245-256.

651. Xiang Y., Huang R.-H., Liu X.-Z., Zhang Y., Wang D.-C. Crystal structure of a novel antifungal protein distinct with five disulfide bridges from Eucommia ulmoides Oliver at an atomic resolution. J. Structural Biology. 2004. Vol. 148. P. 86-97.

652. Xu H., Wang R.J., Shen X., Zhao Y.L., Sun G.L., Zhao H.X., Guo A.G. Functional properties of a new low-molecular-weight glutenin subunit gene from a bread wheat cultivar. Theor. Appl. Genet. 2006. Vol. 113. P. 1295-1303.

653. Xu Y., Chang P-FL., Liu D., Narasimhan M.L., Raghothama K.G., Hasegawa P.M., Bressan R.A. Plant defense genes are synergistically induced by ethylene and methyl jasmonate. Plant Cell. 1994. Vol. 6.'P. 1077-1085.

654. Yamamoto T., Iketani H., Ieki H., Nishizawa Y., Notsuka K., et al Transgenic grapewine plants exprsssing a rice chitinase with enhanced resistance to fungal pathogens. Plant Cell Rep. 2000. Vol. 19. P. 639-646.

655. Yanagawa Y., Abe T., Satake M., Odani S., Suzuki J., Ishikawa K. A novel sodium channel inhibitor from Conns geographicus: purification, structure and pharmacological properties. Biochemistry. 1988. Vol. 27. P. 6256-6262.

656. Yang X., Wang X., Li X., Zhang B., Xiao Y., Li D., Xie C., Pei Y. Characterization and expression of an nsLTPs-like antimicrobial protein gene from motherwort (Leonurus japonicus). Plant Cell Rep. 2008. Vol. 27. P. 759-766.

657. Yeats T.H. and Rose J.K.C. The biochemistry and biology of extracellular plant lipid-transfer proeteins (LTPs). Proetin Science. 2008. Vol. 17. P. 191-198.

658. Yoshikawa M., Tsuda M., Takeuchi Y. Resistance to fungal diseases in transgenic tobacco plants expressing the phytoalexin elicitor-releasing factor, P-l,3-endoglucanase, from soybean. Naturwissenschaften. 1993. Vol. 80. P. 417-420.

659. Youle R.J. and Huang A.H.C. Occurrence of low molecular weight and high cysteine containing albumin storage proteins in oilseeds of diverse species. Am. J. Bot. 1981. Vol. 68. P. 44-48.

660. YountN.Y. and Yeaman M.R. Multidimensional signatures in antimicrobial peptides. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004. Vol. 101. P. 7363-7368.

661. Yun D-J., Zhao Y., Pardo J.M., Narisimhan M.L., Damsz B., et al. Stress proteins on the yeast cell surface determine resistance to osmotin, a plant antifungal protein. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. Vol.94. P. 7082-7087.

662. Yupsanis T., Burgess S.R., Jackson P.J., Shewry P.R. Characterization of the major protein component from aleurone cells of barley Hordeum vidgare L. J. Exp. Bot. 1990. Vol. 41. P. 385392.

663. Zarate S.I., Kempema L.A., Walling L.L. Silverleaf whitefly induces salicylic acid defenses and suppresses effectual jasmonic acid defenses. Plant Physiol. 2007. Vol. 143. P. 866-875.

664. Zeevaart J.A.D. Metabolism and physiology of abscisic acid. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol Biol. 1988. Vol. 39. P. 439-473.

665. Zhu B., Chen T.H.H., Li P.H. Activation of two osmotin-like genes by abiotic stimuli and fungal pathogen in transgenic potato plates. Plant Physiol. 1995. Vol. 108. P. 929-937.

666. Zhu B., Chen T.H.H., Li P.H. Analysis of late-blight disease resistance and freezing tolerance in transgenic potato plants expressing sense and antisense genes for an osmotin-like protein. Planta. 1996. Vol. 198. P. 70-77.

667. Zhu Q., Maher E.A., Masoud S., Dixon R.A., Lamb C.J. Enhanced protection against fungal attack by constitutive co-expression of chitinase and glucanase genes in transgenic tobacco. Biotechnology. 1994. Vol. 12. P. 807-812.

668. Zimmermann P., Hirsch-Hoffmann M., Hennig L., Gruissem W. Genevestigator. Arabidopsis microarray database and analysis toolbox. Plant Physiol. 2004. Vol. 136. P. 2621-2632.

669. Я благодарна всем сотрудникам лаборатории генетики растений за критические замечания, дружескую помощь и доброжелательную атмосферу в лаборатории.

Информация о работе

Одинцова, Татьяна Игоревна
доктора биологических наук
Москва, 2010
ВАК 03.02.07

Диссертация

Структурно-функциональные особенности запасных и защитных белков растений и их использование в генетических исследованиях - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Структурно-функциональные особенности запасных и защитных белков растений и их использование в генетических исследованиях - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы