Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние тяжелых металлов на синтез стрессовых белков

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Влияние тяжелых металлов на синтез стрессовых белков"

РГб од

' ■ Г,'' > ' . ' I

• ^ I -

АКАЙЕШЯ НАУК УКРАКйИ 1НСТИТНТ ФШОЛОГИ РОС ЛИН I ГЕНЕТИКИ

На правах рукопису

ПАСТУХОВА Натал1я ЛеонШвна

ВПЛИВ ВШИХ МЕТАЛ!В НА СИНТЕЗ СТРЕСОШ Б1ЛК1В (¡>3.00.12 - ф!з1олог1я росяин

Автореферат дисертацИ на здобцттв наукового стщгеня кандидата б1ояог1чних наук

Ки1в - 1993

Робота »ижавака у саду АН Украши

в1дд1*1 ф!з1 ологН Двнвцысоге ботав1чногв

Науковв! хвр}>иях; Рф1ц1йн1 оповввхв:

Цров1два установа:

доктор «НолоНчних наук, чдви-кореспондент АН УкраТви В.ПЛ'арайр1 в

дохтор <Иолог1чних наук К.СЛкачук

»аидидат б»олог1чних наук 1.6.Кооак1вв1ха

Ботан1чвиЛ оад О.В.Фомина КиТвського ун1версит«гу

Захвот вШудвгься " 1998 -року 0 /¿?Год.

ва зае1данн1 спец1ал1зовано! вчено! радв Д 016.57.ОГ по захкоту дяовртац)! ва эдобуття ваукового ступвня доктора наук при 1нс гигут! ф!з1олог1? росли« I генетики АН Ухра}'ни за адресов! 252022, Ки1в 22, вул.Васильк1вська, 31/17.

3 двовргац!«® можно оэвайоыигвсь у ()1бл1отец1 1нстятуту ф4з!олог(У росши 1 генетике АН Укра5гни.

¿¡вторвфвра* р03!0ДвВЙ» " " ¡993 р0Ку

~ -

Вчевив секретер спвц1а*}зоваио? вчвно! радн

.А.Труханов

ЗАГАЛЬНД ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

Актуальн1сть досл1д»ень. Розвигок проиислового комплексу викликае забруднення природи пиловиии викидани, до складу яких входять 1 eaiKl иетали,Забруднення сстанн1ии пов!тря. во-дойиик, грунту веде до зм1н р1зних Ф1э1олог1чних I 61ох1м1ч-них npouecie росликного орган1эму (Набата - Пендиас, Пендиас, 1989; TapaGplH, Пельтlxiна, 1985), Потрапляючи в корен! I листа, eaiKl летали негативно впливавть на фотосинтез 1 продуктив-н1сть рослин.Забруднення навколиянього середовица вамкими ме-талами приэводить до эм1ни експрес11 ген!в у рослинному орга-н1з*1 i синтезу стресових б!лк1в. Синтез стресових б1л«1в -один з багатьох процес1в , *о забезпечуе 1итт«д1яльн1сть рослин в умовах яП стрес-фактор1в. Вивчення стресових пол!пепти-д 1 в та 'ix ген1в вир оно проводиться в Ш, Канад!, АнглП i Bon-ham - Salth et al.. 1988: Klipel. Key. 1985. Lasilo. 1988). H нав1й KpalHl основна частина роб1т з ц1el тенатики стосуеться теплового шоку 1 в!дпов1дних 91лк1в (ВШ (Войников, 1988; Ко-саковская, 1988),

3 метал Is, но спркявть синтезу стресових б1лк!в ( Cd2+, Нв2+. Cu2+. Zn2+), найб1лыа увага придШеться C<£t (Crarnecka et al, 1995; Edelean et al., 1986 ).Лосл1дхення впливц iон1 в м1д1 1 цинку на синтез стресових б1лк!в вивчене значно менее, току сама ц1 метали бри вибран! як стресов! фактори при вивчённ! 1х впливц на Щлоксингезувчи систему рослинного орган1зму.

Мета 1 завдання досл1д»ень. Головное иегов дано! роботи було вивчення впливу аааких иетад1в (м!д1 та цинку) на синтез стресових 01лк1вВЦпов1дна були окресяен! сл1дувч! завдання:

1.3'ясувати залеин1сть синтезу стресових 61 jikIb та лк1в. цо синтезувться в норхальних умовах. в1д концентрацП м!д1 та цинку.

2. Пор1внйти синтез» б!лк1в теплового (оку 1 б!лк1в.'1нду-кованих вавкими неталани.

3. Вивчити peamila б 1 локсингезуочо'1 системи рослин на ко-роткотерм!нову д1в токсичних концентрац1й м!д 1 та цинку.

4. Пор1вняти довго- 1 коротночасиий вплив вамких иетал!в на синтез стресових С1лк1в.

5. Досл1дити зм1нн в синтез! стресових б1лм!в при одночас-н!й дИ р1зних стресових фактор1в.

Нацкова новизна. В результат! проведених досл1даень були:

- визначен! концентрацП ваяких метал!в , во зумовлювть активами) синтезу стресових й!лк!в та 1нг1Сцвання цього процесс;

- вперив показано, на в!дм1ну в1д теплового иоку С б 1льв сильного стресового фактору), зм!ни, викликан! взякини металами, торкавться лише к1льк!сних характеристик процесу синтезу стресових б!лк1в,не впливавчи на як1сннй склад синтезованих пол1-пептид!в ;

- вперив з'ясована, що сп!льна д!я 1 он!в иЦ1 ! теплового шоку слрияе посиленню 1нтенсивност1 синтезу окрених 65лк1в теплового иоку як високо- , так 1 низькоыолекулярно! фракц!й;

- встановлено.ио короткочасна д!я токсичних концентрацМ металл призводить до незворотн!х зм!н в С1локскнтезуич{й систем! рослинного орган!эку;

- вперме показано, ко довготерм1нова д!а вавкнх метал!в в коя-центрац!ях, активуючих синтез стресових б!лк!в, викликак эшт-«епня 1нтенсивност! б!лкового синтезу;

- виявлено. «о ол!гонуклеотиди, !нг1бувчн б!лковий синтез в твариннкх орган1змах, винликавть значний синтез рослинних стресових б!лк1в,котрий частково зыен иуеться п!д д!ею токсичних концентрац1й метал1в.

Теоретичие 1 практичне значения. Результат« досл!д«ень роз-«ирввть !снуюч1 знания про вплмв вахких иетал1в на рослинний органди. Одержан! дан! ыовуть бути використан! при створенн! 1 ровуку селеиц1йного иатер1алу з висогам адаптивним потенц!алом до умов забруйнення навкояикнього середовила ваякими металаии.

йпообац1я роботи. Основи! резцльтати досл1д»ень допов!да-лись на конфереицП молодих вчаних "Изучение, охрана и рациональное использование природних ресурсов" С Уфа, 1989), I Всесоюзна науксв!й йонференцП "Растения и проммленн&я среда" (Дн1пропетроеськ, 1390), республ1канськ1й науков!й конферен-1)11 "Проиыкленная ботаника: состояние и перспективы развития" (Донецьк, 1990). В эак!нченному вигляд! робота апробованэ на эас!даннях лабораторН ст1йкост! рослин та вчено! ради Донець-кого ботан1чного саду АН УкраЧни.

Пцбл1кацП. По материала* дисертацИ опцбл!ковано б роб!т. Структура 1 об'ем дисертац11.До складу ДисертацИ входить вступ, огляд л1твратури. експерииентальна частина, заключения, висновки, список литератури (156 дяерел, вклвчавчи 101 1коэем-ний). Эагальний об'ек роботи 146 стор1нои.Дисертац1я 1лвстро-р?м 3 таблицами. 21 малинном. 21 фотограф!м.

ОБ'СКТИ I ХЕШИ ДОШШНЬ.

Виходячи з неойх!дносг( генетично! однор!дност! рослинно-го матер!алу. обЧктами дослЦмнь були вибран! сорти п»ени«1

- озима Лонецька 46, ара - Саратовська 29. fi робот! використо-вували корен! дводенних етиольованих 1итактннх проростк1в, а такое листя 14-денних рослин,

Стресовими факторами виступали (они м1д! та цинку з сполук CuSO^ х 5Н20, CuClg х 2Н ZnSÖ4 х 71^0, Zr»Cl2 .

Експозиц!ю 1нтактних проростк1в поении! на роэчинах солей ыШ та цинку проводили эгЦно Bcnhai-Selth et al. (1987).В1д-р1зки листя (2 си.) експонували на роэчинах солей ивтал!в зг1-дно Hinter et al. ( 1989), а на роэчинах 1ниих х1и1чних речовин

- за Куяаевов и др. (1989).

Еистракц!» стресових б!лк1в та визначення вклвчення ра-д1оактивно'1 и1тки 35S-mbt 1он1ну зд1йснввали за методой Lin et al.. ( 1984).Ви1ст Шка у проб! в из начал и за методом Esen (1978).

Зразки б1яка анал1эували однон1рним елвктрофорезом у гра-д1ентному гел! з додецилсульфатом натр!о С ШГ-ДДС-Ка) эг!д-но Laeigili (1970), Деом!рний елентрофоретичний розд1л б1лк1в проводили зг!дио Q'Famll (1975) э незначниии коди$1кац!-ячи (Остерман, 1963). К1льк1сть С1лка, so анал1зували електро-Фореэои, вир1внввали по рад1оактивносг1 або по сумарн!й к1ль-kocti. Ян hltkh використовували б1лки з нолекулярними масани: фосфорилаза fl - 94 кД , бичий сироваточний альйум1н - 87 кД . овальйуи!н - 43 кД . карбоанНдраэа - 30 кД. трипсин - 20 кД, альбуы1н - 14,4 кД. Флюорограф!!) одернаних гел1в проводили по Bonner, Laskey (1974).

Метод визначення шшкулярно'1 маои стресових б1лк1в був ыодиф1кований (Tsekanovskil, Pastukhova, 1991). Для вивченка иаси стресоеого б!лк4 в результат! иатеиатичних перетворекь була виведена формула,побудована таблица визначення холекуляр-но1 иаси мевЦоного б!лка. Натематичну обробку результате до-сл1даень проводили згЦно Плокинского ( 1970),

РЕЗУЛЬТАТ« ДОСЛДОЕНЬ.

Вплив р!зних концентрации вахких метал!в на синтез стресових б!лк!а 3авданням даняго рдзд1лу було досл!даення зи1н в* синтез! стресових 61лк1в, а такош в процесах поглинаиня м1че-

но! аи1нокислоти та 11 вклвчення до складу пол1пептид1в п!д д 1 сю ваших метал!в р!эних нонцентрац!й. 0ск1льки, вклвчення 35$ - мет1он!ну до склада пол$пептид1в не завхди пряно пов'язане з д1ев стресц на б!локсинтезувчу систему орган!зму , а мове бути насл1д»ов впливу стресц на проникн!сть мембран для м1чених попвредиин1в (Бочарова и »р., 1967), везпосереднв д1в метал1в на синтез стресових 61лк1в оц!нювали з використанняи даних залевност1 проценту вклвчення мЬки до поглинання.

В коренях проростк1в Саратовська 29 1 они и 1д1 в концентрацП Ю-1 - Ю"3 Н значно (в 6-7 раз), а 10~4М пение 1нг1бували поглинання м1чено'1 аи1нокислоти. Даний процес не зи1нивався в1дносно контролю п!д влливов концентрацП к!д! 10~6- 10 —9Ы. Эалевн1стъ включения хет1ои1ну до складу стресових б!лк1в в!д концентрацП 1он1в кШ була аналог!чна поглинання (вал.1,й.2). Результат« залевност! проценту вклвчення м1тки в б1лок до 11 поглинання в!д концентрацП «1д1 п!дтвердили акти-вуючу та 1нг!буюч1 концентрацП 1он1в н1д 1 (мал. 1 ,А,3).

Електрофоретичне роэд1лення 81лк1в показало, цо найб1ль» чутливоп до 1он1в И1д1 була група ниэьнохолекуларних стресових б!лк1в. На синтез високохолекулярних пол1пептид1в д1я иШ. ак 1нг Штора, поииршегься в иеньв1й н!р1. Як 1снмй склад б!лк]в, синтёэованих п!д впливох м1д! в концентрацП 50~5 V, не в1др1$-нявся в1д б1лк!в контрольннх рослин.

Йнал1з отриканик даних про вплив 1он1в цинку на синтез стресових С1лк1в п!дгвердив хенву ®1готоксичн!сть цинку пороняно з м1ддв (нал.. 1,Б). !онй цинку в концентрацП Ю"1 -10~% не зд!йснпв)ть сильного 1нг1СуваннД б1лнового синтезу. Макси-хук поглинання н1тки слостер1гали при концентрацП 10~3 М.От-риман! результаты п!дтвердхен1 елентрофорвзов. Як 1 в випадку э 1онахй м1д!. п!д впливо» 1он1в цинку эв!нввався Ливе р!вень синтезу стресових 81лк1в.

Результати досл1д!в по виэченнв впливу р1эних нонцентра-ц1й м1д1 1 цинку на синтез стресових 61лк1в в коренях проростов п«ениц1 Донецька 46 були схо«иии э видезгаданиии: актива-ц1я та 1шЧ8увакня синтезу стрвсових б1лк!в вЦбуваеться при тих хе концентрац1ях и1д! та цинку.

Вплив вахких ветаИв на синтвз стресових б!дк1в в цмовах п1двивених температур.Остановлено,Чо при сп!лън1й дП теплового «оку 1 вамих метал!в р!вень поглинання 1 вклвчення м!тки до складу стресових 61лк1в пЦвищувався в пор1внян! з р ослика-Мм. як! зазнали впливу вахкнх хетал!в при нориальн1й темпера-

Копцентращя, М

Мал. 1. Зале1н1сть поглинання (1), »влечения (2). процент« включения в1д поглинання - кет1он1ну в коренях проростов п»ениц1 Саратовська 29 в!я концентрацП сульфат« иШ (А) та сульфату цинку (Б).

тур 1. Та анал!э даних по проценту включения в!д поглинання св1дчить, цо сплеск них npoueclB зд!йснивався, йиов1рно, за рахунок активацП вашими металами процес1в поглинання.

Електрофоретичне розд1лення б1лк!в показало, цо в умовах теплового воку (40'С) в рослинах, !нкубованих на вод1,синтезу-вались БТИ з молекулярними иасаии 100, 90, 84, 77, 70. 63, 57, 54. 49. 43. 36, 34, 27. 20, 19 кД (мал. 2.Й.7). синтез яких проходив i в рослинах, 1нкубовених на вод! при нормальн!й температур!. але не так 1нтенсивно . У рослин, цо зазнали впливу Iohíb Cir^O - 10~3 И. 1нг!бування вклпчення м!тки в б1лок було таким сильним, ко синтез БТИ не в!дбувався (мал.

2.Й.1-3). 1оии м! д1 в коицеитрацП 1©-4 к значно !нг!бували синтез низькомолекулярнох групи стресових б!лк1в. а таков впливали на синтез БТИ з «асами 100. 90, 84, 77, 70. 49, 43. 20 кД.Склад стресових б1лк!в в коренях проростк!в, цо зазнали впливу м!д1 6 концентрацП Ю М при 40°С (мал. 2,Б,5),сп1в-падав з1 складом БТ1 рослин. (нкубованих на вод! (мал.2,Б,7). Але 1нтенснвн!сть синтезу була б1львов.(мал.2,й,5.7).В концентрацП Ю-6 М i они м!д! в умовах теплового воку не впливали на к1дьк1сть синтезованих стресових б1лк1в.

Йнал1з зраэк1в. цо мали однакову к!льк1сть м!чених б1лк!в, пЦтвердив !дентичн!сть пол!пепгидного складу рослин, як1 зазвали впливу Ю-4 - 10~6М IohIb mlft! (мал. 2,B,4-6í 1 рослин, експонованих на вод! (мал. 2.Б.7).

Досл1д»ення, проведен! на коренях проростк1в пиениц! Сара-товська - 29. п!дтвердили. цо в умовах дП двох стресових фак-тор!в - теплового »оку i ваяких *етал!в - основна частина сик-тезованих б!лк!в налеаитъ б1лкак теплового воку. Вавк! метали еиклнкавть к1льк1сн! зм!ни в синтез! БТВ.

Температурна зале»н!сть синтезу стресових б!лк!в в умовах активдвчих та 1нг1бувчих концентрац!й ваюгах метал!в. Показано за!ни поглинання м1чено! ам!нокислоти коренями лроростк!в. 11 вклвчення ко складу стресових б1лк!в при р!зних температурах 1 певних (Ю-4 М,10 5М) концентрац!ях !он!в мШ (мал.З, Й.Б). В 1нтервал! температур 23°- 44°С процес поглинання м!гки у рос-лин,як1 зазнали впливу Iohíb м!д! в концентрацП 10 К, був значно 1нтеисивн1м, н1в у контрольних (мал. З.й.2).Максимум включения 1 у рослин. акспонаваши на вод< í.

3.G.1). ! у експонованих на 10 N сульфат! м!д! спостер!гали

94 —

67—-

43 — 30---

20'— 14.4-.

100 ^90 -84 -77

$364 ' 49 >43

.^27 „ -20 »•»** -19

ы

94 — -67— •

43—

30—

20 _ ил

Г

! -20 —19

1 2 3 4 5 6 7

2 3 4 5 6 7

Пая. 2. Флюорограаа б!лк1в корен1в проростк!в пмениц! Донецька 46, синтйэованшс в уызвах теплового попу (40*С). Зразии кади однакову к!льк1сть суиарного б1лка (А) I м1чених б!к1в (Б). Зл1ва - иолекулярн! маси и1тон, справа - иаси стоесових б 1 л к ] в (кД),Вар1анти досл!ду: 1-10 И, 2-1<Г2 Н. 3-Ю-3 И, 4-Ю"4 М. 5-1б5В.. б-10т1 сульфат и1д1, 7- Н20 (контроль).

при температур1 34°С (мал. 3, Б. 3), а у рослин, експонованих на Ю-5 И сулы)ат1 и1д1 - при 40"С (мал.3.Б.2).

Процент включения 3$ _ иет1он1нд в1д поглинання був виции у рослин, експонованих на 10"5 И сульфат! *1д1 (кал. 3,В).

На влёкгрофореграк! виявлен! БТВ 9 иолекулярними масаии 100.1 90, 84. 77. 70. 63. 57. 54. 49. 43, 38, 34, 2?, 20,19 кД. Як 1 в иоренях проростк1в гарбуза (Бурханова и др., 1968), 1н-тенсивн1сть синтезу окреаих Б7В в коренях проростк1в п«екиц1 в!др1энялась при р1эних температурах (еяентрофоретичне роэд1-ленна зразк1в, «о мали однакову к1льк1сть сукарного 61л-ка).0трииан1 дан1 п1дтвердили конститутнви1сть процесу синтезу

Температура, °G Над. 3. Температурив эале«н!сть поглинання - мет1он1ну

вклвчения doro ь б!лок (Б), процент включения в1д поглинання (В) в коренях проростн1в пшениц1 Донецька 48 на вод! (1), роз-чина* сцльфаты и1д1 10~51 (2).

стресових б!лк1в (Нот etal.1984). В умовах теплового шоку (34°С,40*С) у рослин, *о зазнали впливу ы1д1 10~4 М, синте-зувалнсь ETI а иолекулярними масамн 100. 90, 84, 77, 70, 49, 43, 20. 19 нД. Але (Ялы висок! температури (42е С. 44° С) в присутност! 10"4 I 1он1в м1д1 не сприяли синтезу БТ1.1они ы1 д 1 в нонцент^ацИ 10-5И виступали стимулвпчим фактором для бокового синтезу.Нав1ть при 44°С синтез стресових 61лк1в був 1нте-hchbhíihm, н1ж V рослин 1нкубованих на вод1 при т1й te температур! . Ин1сний склад стресових б1лк!в, синтезованнн в умовах теплового «оку, у прорости!», !нкубованих на вод! 1 розчин1 10 —5М сульфату м1д1. не в1др!энявся, Це п!дтвердило електро-форетичне .розд1лення зразк1в, внр1вняних по рад1оактИвност1 (мал 4).

h* сг S о а M» о CD X CD CD W X

о —1 m X -> Cï -1 X О X b> X

H X CD X ¡M 1 Q> Ш ч X •н

а- X a о X m Шо X X ■о CD -5

• a •о X ac X X X о> «s Ш ■о

■ X CD та X 0» a H* 10 la с X

0> •о •а X X CP X а О D

тз ь*» со CD 3a X т» о 1С »■te X а» H 01

Ol а> а О » a> X 43 о о Ь

к CD ce CD » X в" о ш Ьа CD »■te

X со X се СО ® X X ■о a Ю О п

о er Ol X a к Г) о s» о M СЭ -t

■а X a о CD ев К тз a о X со er

X X -i X X 1—H а £ -ч te Ш X

со a la X la m X «а X CD X X О X M

ее а а> X ce ш ш X т tete

а т a X а • к Ж а к о о »te*

о ta TS ш Q> at X X » a M •«te

ь X о о X ш 01 С0 X •ч g ä -1

0) s тз s» X о О к а> Ol X О

Q> а <с » Ю В) ti X tete X

г* X сз • • о Ь •о -4 со tete о 10 «

X —» » » V о 3« о D 1-Л • X

ш lo- X 3> О cCcct щ ■о- X »а 2=а л

Ж ь о сс о <s -—■ »^ о X

Sa О ш lo ш о г* »«te X о X

а ci} — -J a О ч о Г> C> X Te: ь» X

л X X а> ■о 0> га X а l-te

СП я 0) la ta о <z> C"î сэ г « ха X

X а X о ■о a о « X о о> M о

Ж <s ш а СГ *- ь» -4 J= id X

¡a со о м» ж о ce а> CS о tete a С

Q> » at -J X X л* X» dr* a» О

Ж Ш и» Ol X X i-» 01 о <е »-te X

tete о о « "I ас X X —«

» X a X о та s ш О 01 тз

X • a a ж « •сэ о» ы о ш 01'

X a се о со ь. X uz •в к s

о CD к »te Л X X fc» о »-te

** s» —♦ ■43 <е X CD в а te* » сг Ш X s

о X X CD X хз U ь» a» ж « ■С X

0» X Ja ■fi œ CD X « № X

о Sa <с X CD ex ta =3 X —» X ш ш

X а la i—■» •а о а о X 0> Ol

!> в X CD со •*» ш a -i К X о И

01 tete о Cd Ol i rs a Sa ф X X

ta JZ 0) о X а> V s» X M —i X X

as X и X •«• X X X X а о -4 X

о> •о a X ч ж m. Ol ■о X CS

а» 0) о ce X о - о 0)

с* X Ja О » ы X £= Xt X »te» к

ha ш 01 X JK X X m t^ IQ CS »te« j: ш

X cu >= 01 X Q> X о о о О X о te»

i—» X X X X X К Ol Ы X -4 01

О о о « X 1 X за X ■о )а

• X ía ► M ■а CD H*

о и a о -I CD 3 О a

ас CD о a 1 о» а ae X а CD X о

я я um- п О о t) о a

•а X f» о X X I -I CD X X ж

i ■а 1 ( ■К er X »te О 1 I. 1 ■ X 01

- а

о

со ь f

-а (_о

Я ХЭ •а а/

•X. со

~s

m

0> ж

Г> 01 ЭВ Sa X

го с» I— о -i

О X 0Í О»

ж о

со

' ы

=» се в

о ж в te» Р> sa

С~3

• ru

ас о о» -• п <г

i Ж'

к

о tete» X

■а ш

es s

о э>

О X

Пя с» X х

о b. »te.

о X. a

« • »te» tete

t» a> а

u я * M

te tete CD

a» Ш X

CD &Ü X

• tete ts

X CD tete

Ca Q)

O« w Ca

1 о

t ΠX

a> К CD

-a a С

о ы CT

A Cb CD X

X (В

ce

-- X . ' 1 о»

м ÎO Л. о

ы о

ы

О» CD -J 4k

•о Q)

СП 1 О ш О

ж о

1-*

to '

со

ся

ОП

-а

œ <£>

ií <=>

Й tí

К-

Т П ///!\\\\ч

to W СО |(ь 01U1 &> <1 -О соlo £

r\jU>C0i^ttbOlCngX!<]CDl -Л Л <7> С*) «О rffc-Л W О-J rfk О Ö

Електрофорез в денатурувчих умовах п!дтвердив тривале 1н-г1буаання б1лкового синтезу токсичними концентрации ы 1 д1 (кал. 5). Анал1з зразк1в, як! иали однакову к1яьк1сть суиарно-го б1лна, показав, но максимальна к1льк1сть стресовик 61лк!в синтезувалась в коренях проростк!в. експонованих на КГ3 Н сульфат 1 м1д! 1 перенесение на 2 години на воду. В локальному р!вень синтезу зниаувався. Ыдь в концентрац1ях Ю-1 - 10"*2 М д1яла 61л^а токсично 1 вЦновлення процесу (Иосинтезу б1лк!в не в1дбувалось (мал. 5).Сл1д зазначити, но р!вень синтезу стресових б!лк1в досл1диих зразк!в був значно меншм пор1вняно э синтезом контрольних рослин. 1нкубованих на вод!.

"' " '1......""Г

I

. ' ! '

12312 3 1231234

' >_2 г-» >-4 г—>-6 г—' "—8 г—'

Мал. 9. Флворограиа м1ченнх35 5 - иет1он1ном б1лк1в корен1в проростк!в пиениц! Саратовська 29, фракц!онованих- ПААГ-ДДС-Яа электрофорезом (7,5 - 15 X град1ент). Зразки мали однакову к1-льк1сть сухарного б1лка. Зл1ва вказан! иолекулярн1 маси м1ток (кД). Вар1анти дослЦуМ-Ю"1*. г-КГ^М, 3-10~3М - сульфат Шд1;4-'Н20.

Якио говорити про склад стресових б!лк!в,б1льшц чутлив!сть до токсично1 дI1 м1д! виявили ниэьксмолекулярн! б!лки.Високо-молекулярн1 були б1льв ст1йкими.

Р1вень синтеза стресових б!лн1в не в!дновлювався п!сля припинення дП токсиканту 1 практично зали»ився на тону в р!в-н1, «о й.п!д.час дП токсичних концентрац!й вавких метал1в.

Залеян!сть синтезу стресових б!лк!в листя пшениц! в!д кон-центрац!й ваяких иетал!в.Дан! поглинання, вклвчення м1ченого мег!он1ну до складу синтезованих стресових б1лк!в, а таков про в!дноиення включения до поглинання м!тки, п!дтвердили аналог!-чн!сть процес!в, що в!дбувались п1д д1ев р!зних концентрац!й вавких метал!в у коренях проростн!в I дист1 пяекиц1. Досл1две-ня показали, цо м!дь у концентрацП 19 К стимулвваяа процеси поглинання 1 включения кет 1 он!ну; в коицентрац1ях 10 - 10_4Н 1нг!бувала поглинання. эле вклвчення и1ткй не перевицзвало кон трольних показник!в в концентрации: 1СГ6 - 10"^ М.

Максимум проценту вклвчення в1д поглинання спостер!гали у рослин, як! зазнали впливу м!д! в концентрацП Iff5 К. Та оск!-льки цей показник не в1др!знявся в1д контрольного, говорити про стимряц1в б1осинтезу стресових б1лк!в у лист1 пвениц! п!д д1еп 10" И 1он1в м!д1.не мовлйво, про ко I св!дчили дан! електрофоретичного анал!зу.1они м!д! в концентрац1ях Ю-1 -10~3 N сильно, 10 Я - частково !нг!Сували синтез стресових б1лк!в у лист1 пвениц!, в той час як б!льв низьк! концентрацП не впливали на процес б!осинтезу.

ЗалешЦсть синтезу стресових б!лк!в в!д терм!нц дН вавких метал!в. Йнал1зували дан1 про эи1нк в процес! синтезу стресових б1лк!в при коротко- 1 довготривалому (в!дпов!дно 2г. 1 24 г.) впливу 1он!в м1д1 в концентрац1ях Iff М t iff Н.Резу-льтати засв1дчилн. ко при 24 - годинн1й дП вавких метал!в !н-пбупчу д1и на б!ох1м1чн! процеси В(.лист1 пвениц! зд1йснввть !они м!д! нав!ть в концентрацП 10" И. Мов/иво, причина цьо-го явица полагав в накопиченн1 метал1в в компартментах кл1тини 1 впливу вве в значно б!львих дозах на вс! кд!тинн1 процеси. во не спостер1галось при короткочасн1в дП (Кабата-Пендиас. Пендиас, 1989).

Вплив ол!гонукл1отид!в на синтез стресових.б!лк!в в цмовах д!1 вавких метал!в. Лосл1двення впливу р1зних х!м!чних рвчовин на рослинний орган1зи показало, во в!дносно рослинних кл1тин 2-5 ол1гоаден1лати (2-5Й) виступавть як стресовий фактор (Бур-ханова и др.. 1988). 0ск1льки спецнФ1чн!сть стресових б!лк1в в эначн!А м!рI в!дносна (Войников и др.. 1984). припускавть. во

О Ш

1 2

3 4 5 6

Мал. 8. Зале»н1сть поглинання Са?^ - иет1он1ну 1 його вкличен ня (б) в'б1лки листя Саратовська 28в1д 1нкубац!йного середо-ви«а: 1 - Н20 ( 28г) ; 2 - 2-5 А (26г) ; 3 - Н?0 (24 г) + 1<гА Си^2г); 4 - 2-5А (24г) + 154И СиЧ2г): 5 - О (24г) + 10" Н СиЧ2г); 8 - 2-50 (24г) + 1б5Си2*2г).

рослини, попередьньо оброблен! 2-5 А. будуть б1льн ст1йкими до токсично! ;д11 вакких нетал1в. Отриман! нами результати показу-■ть. цо перенесшая листя э розчину 2-5 А на розчин сульфату «1д1 в. концентрацП 1?4Л сприяло знивеннв р1вней поглинання 1 вклвчення и!ченого мет1ои1ну в листях, б1льв н!к в 3 рази (мал. 6;4).Р1вн1 поглинання 1 вклвчення Шченого м«т!он!ну в Jф^IЯ*. 1ниубованих на 10 И *1д1 п!сля попередньо*! на 2-5 А, перевидували аналог1чн! показнини контрольних рослин 1 рослин, 1нкубованйх на И^М розчин1 сульфату мШ (мал.. 6,6). Безпо-середн1й вплив 2-5 А на синтез стресових б!лк1в п1дтвердили дан1 про в1дно«еш вклвчення до поглинання,а таком електрофо-реэ б1лк!в (мал.7).

В результат 1 дП 2-5 й спостер1тали активац!в синтезу як низько-,так 1 високсмолекулярних стресових б!лк1в.Б1льм чутли-вов до впливу 2-5Й була група ниаькомолекулярних б1лк1в (14-30 кД) (мал,?.й,Б,4). Додо високоиолекулярних <Илк1в, 61-лыз1сть з яких синтезувалась конститутивно, п!д впливом 2-5А зн1я#валась ливе 1нтенсивн1сть 1х синтезу.

А Б

1 23 456 142536

Нал.?. Флворограма ПйАГ-ЛДС-Иа-елекгрофорвзу сумарних 61лк1в листа пиениц1 Саратовська 29. BapiaHiH досл!ду вир1внян1 по к!лькост1 б1лна (fl) 1 рад1оактивНост! (Б): 1 - M (26г); 2 -(L0 (24г) * 1(Г4 К Си Т2г ); 4 - 2-ЭА<2бг): 5 - 2-ЗЙ(24г) + 19~4 К Си2^2г); 9 - 2-3ftC24r) + 10Г5 И Cu%-). Зл1ва-иоленулярн! Паси м1ток, справа - наем стрвсових б!лк1в. 3 -Н20 + 10~5М Ot2+(2r). .

Листа, перенесен! э 2-ЗЙ на iO"4 U сульфат иШ, хали (Иль» (ирокий наб1р б!лк1в пор1внлно з конт{шем (мал. 7,Й.Б,5). йле 51льк1сть i 1нт8нснвн1 сть '1х синтезу бцлй мвнмими в пор1внян-ii э листям, 1нкубобани* на 2-5 Й або на 10" N сульфат 1 м1д1 Меля 2-ЗА. Выявлен! б1лки, синтез яких не спостер1гався в ко* трол1. Lie полШептиди з молекрярники масаии 14,5 , 15, 18,5 , 19, 19,5 .20. 21, 22, 23, 24, 27, 28, 33, 34,5 , 37, 38 кД. I таков 41, 88, 51 нД (мал. 7),

Використэння двом1рнйго елеитрьфорбэу 11ЕФ-ПАйГ-ДДС-На ï [озволило провести 61ЛЫ Повний роэпод1л б1лк1в.1ансимальну :1льк1сть 1зоформ спостер1гали в лист1,1нкуСованому на 2-Sfl. 1ричому, 1нтенсивн1сТь *1х синтезу перевимувала вс1 1нв1 вар1ан ти. Листа,1нкубован1 на розчин! сульфату х!д1 в концентрацГ! (Г4 V, мали наймвнву к1льк1стЬ 1эо«орм 1 основну частину '1х кладали бЧлки з високою молекулярной масов.Це таком п1дтвер-

дило б!лму уразлив1сть ниэъкомолекулярних пептид!в.

0ск1льки синтез основно'1 маси 61лк1в, 1ндукований 2-5Й, при перенесена! на розчин сульфату ы1д! 10*4 М збер!гаеться, схова антивац!я б1локсинтезуючо1 снстеми момливо змове слудити Фактором захистц при токсичн!й д11 вадких нетал 1в.

ВИСНОВКИ

1. Зи1ни, цо в1дбувавться в синтез! стресрвих б1лк1в, листках 1 норенях проростк!в пивниц1 п!д влливон 1он1в м1д! та цинку, ториавться ливе к!льк1сних характеристик лроцесу, не д1вчи на як1сний склад синтезованих 61лк1в.

2. В умовах нормальних температур синтез стресових 61лк1в 1нг1бувть 1они м1д! в концентрацП 10 М- 10~4М , 1они цинку М-111 1 вице. Акт иву вт ь процес 1они м1д1 в концентрацП 1(Г5 И 1 4онн цинку Ю-3 М.

3. В умовах пЦвидених температур синтез стресових 61лк1в досягав максимуму при нонцентрацП 1он1в м1д1 10"5 М,1он1в цинку 10~3 Л. 1нг1бування синтезу стресових б1лк1в в уиовах теп-ловогу «оку викдмкавть 1они м!д1 в КонцентрацП 10~4 И 1 виде« 1он1в цинку - 10*. В уиовах тепловогу «оку вам! метали по-силвшть !нтенсивн!сть синтезу окремих б1лк1в теплового «оку (10-5 К

4. 1нг1бувчий ефект вадких метал1в як в умовах нормальних, так 1 пЦвицених температур, в б|ль«1й и!р1 проявляется в си»

тез! низькомолекулярннх 61лк1в.

3. Токсичн! концентрацП вамких иетал1в викликавть незворо-тн1 зм1ни бокового синтезу.Б1лковий синтез, пкля зак!нчення д11 стрес-фактору, не вЦновтться до початкового р1вня.

6. Тривалий вплив вадких метал!в в невисоких концентрац1ях (10"5М) зиеннуе к!льк1сть синтезованих б1лк1в.

7. 0л1гонуклеотиди. 1ндукувчи синтез стресових б!лк1в, в умовах д1'1 1нг1бувчих концентрации ыетал1в, сприавть эбереден-нв синтеза основно'1 маси стресових б1лн1в.

По матер1алам дисвртацП опубл!ковано 6 праць:

1. Никулина (Пастухова) Н.Л. Влияние тяаелых металлов на растения /У Тез. докл. науч. конф. "Изучение, охрана и рациональное использование природных ресурсов". - Уфа: ВНЦ УрО АН СССР. - 1989. - С. 2?.

2. (1н«д*нна (Пастухом) Н.й. Вадеденне н анализ гетероген-

юсти гистонов кукуруза U Тан se. - С. 101.

3. Пищулина (Пастухова) Й.Л. Действие тявелых металлов на ;интез белка в проростках пвеницн // Тез. докл. 1-й Всесовзн. 1аучн. конф.: "Растения и промышленная среда", - Днепропет-ювск: ДГУ. - 1990. - С. 123 -124.

4. Пиаулина (Пастухова) Н.Л, Токсическое действие меди на :интез белка растений // Тез. докл. респ. науч. конф., посвяц, !5-летию Донеи. бот. сада АН УССР: "Промниленная ботаника: со-;тояние и перспективы развития". - Киев: Наук, думка. - 1990. .. 139 - 140.

5. Пастухова Н.Л., Тарабрин В.П. Действие теплового вокз и юнов меди на синтез бета в проростках лвеницы // Физиология

биохимия культурных растений. - !9?1. - Т.23, Н-5. - С. 80-499. '

д. Tsefcanovskll V.E.. Paslutchova ff.t. The iethod of the roteln's nolecular weight deter»InatIon (preprint of the ar-lcle) // The Donetsk Botan. Gardens Ukrainian flcad. Set. -991. - 15 p.