ЭлБиб

XI Съезд Русского ботанического общества

ВЛИЯНИЕ ИНГИБИРОВАНИЯ СИНТЕЗА НИТРАТРЕДУКТАЗЫНА ЕЕ СПОСОБНОСТЬ К

УВЕЛИЧЕНИЮ ТЕРМОСТАБИЛЬНОСТИ ПОСЛЕ ТЕПЛОВОГО ЗАКАЛИВАНИЯ

Каменцева Й. Е., Лютова М. И.*

Институт гртологии РАН,

*Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН

г. Санкт-Петербург

В приспособлении растений к температуре среды существенную роль играют адаптивные изменения

на клеточном и молекулярном уровнях. Способность растений к увеличению термостабильности клеточных

функций в ответ на действие сублетальных температур (тепловое закаливание или приобретенная термотоле

рантность) является одной из адаптивных реакций растений, которая позволяет сохранить жизнеспособность

организмов при значительном повышении температуры среды (Александров, 1985).

Имеются веские доказательства, что в основе увеличения термостабильности клеточных функций

лежит увеличение термостабильности клеточных белков (Александров, Кислюк 1994). Термоинду

цированное увеличение термостабильности наблюдали как на белках, экстрагированных из листьев,

подвергнутых тепловому закаливанию, так и на белках in situ (Лютова, 1995).

Для раскрытия механизма стабилизации белков в ответ на действие сублетальной температуры

необходимо исследовать значение новообразования белков в этом процессе. Подобные работы на

растительных белках нам не известны. В настоящей работе исследование этого вопроса проведено не

ключевом ферменте ассимиляции неорганического азота - нитратредуктазе (НФЛ .6.6.1). В опытах

использовали двухнедельные проростки пшеницы

( Triticum a estivum

L.,

сорт Мироновская 808),

выращеннные в рулонах фильтровальной бумаги на растворе Кнопа, содержавшим 14,5 мМ NO’3. Первичнй

прогрев растений (тепловое закаливание) проводили при температуре 42,5°С в течение 10 мин. Через

сутки повторный, тестирующий, прогрев - при 44,5°С - 10 мин. Активность определяли на ферменте,

экстрагированном из вторых полностью выросших листьев. Через сутки после теплового закаливания

активность нитратредуктазы контрольных и закаленнных листьев не различалась. За этот период произошло

восстановление активности фермента, сниженной сразу после теплового закаливания, это восстановление

не требует синтеза белка de novo (Лютова, Каменцева, 2001).

Ингибирование синтеза белка осуществлялось с помощью циклогексимида. В раствор Кнопа

добавляли циклогексимид до концентрации 10 мг/л. В предварительных опытах найдено, что эта

концетрация ингибитора полностью блокирует субстратную индукцию синтеза нитратредуктазы.

На питательном растворе с циклогексимидом растения содержались 4 ч до закаливания и 24 ч

после закаливания растений. Увеличение термостабильности нитратредуктазы ,подвергнутых

тепловому закаливанию, происходит как у контрольных растений,так и у растений, которые 28 ч

находились на среде с циклогексимидом. Полученные даннные позволяют считать, что блокирование

с и н т е за б ел к а н и т р а т р е д у к т а зы не п р е п я т с т в у е т т е р м о и н д у ц и р о в а н н ом у у в ели ч ен ию ее

термостабильности.

Этот вывод подтверждают также опыты; в которых блокирование синтеза нитратредуктазы

проводили затемнением растений. Свет является одним из индукторов синтеза нитратредуктазы на

уровне транскрипции, в темноте синтез нитратредуктазы не происходит (Campbell, 1988) У растений,

которые в течение 24 ч находились в темноте, наблюдали спад активности нитратредуктазы на 30% по

сравнению со световым вариантом. Однако, степень увеличение термостабильности нитратредуктазы

на свету и в темноте у закаленных растений существенно не различалась.

Таким образом, блокирование синтеза нитратредуктазы как с помощью циклогексимида, так и

затемнением растений показало, что увеличения термостабильности фермента после краткосрочного

действия сублетальных температур (тепловое закалнвание)не обусловлено синтезом фермента с более

высокой устойчивостью . Увеличение термостабильности является результатом стабилизации

предсуществующих молекул белка нитратредуктазы.

ЛИТЕРАТУРА

Александров

В.Я.

Реактивность клеток и белки. - Л., 1985. - 317 с.

Александров

В.Я.,

Кислюк

ИМ.

Реакция клеток надействие теплового шока; физиологический аспект//Цитология,

1994. - Т. 36, № 1. - С. 5-59; Т. 42, № 6. - С. 929-941.

226

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека