Бидайдың плазматикалық мембранасындағы Н+АТФ-азаның активтілігін анықтау
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1.ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
1.1. Фузикокциндердің ашылуы және химиялық табиғаты ... ... ... ... ... ... 7
1.2. Өсімдіктердің катионмен белсендірілген АТФ.азалары ... ... ... ... ... . 14
1.3. Цитокинин медиаторын тазарту және оның бидай тамыры өскіндерінің плазмалық мембрасының Н+АТФ.азасына әсерін зерттеу...
15
1.4. Цитокининді байланыстырушы белоктар және цитокинин медиаторы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
16
2. МАТЕРИАЛДАР МЕН ӘДІСТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
18
2.1. Зерттеу әдістері мен объектілері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
3. АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕР МЕН ОЛАРДЫ ТАЛДАУ ... ... ... ... ... ... ...
19
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
ҚОЛДАНЫЛҒАНӘДЕБИЕТТЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
27
1.ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
1.1. Фузикокциндердің ашылуы және химиялық табиғаты ... ... ... ... ... ... 7
1.2. Өсімдіктердің катионмен белсендірілген АТФ.азалары ... ... ... ... ... . 14
1.3. Цитокинин медиаторын тазарту және оның бидай тамыры өскіндерінің плазмалық мембрасының Н+АТФ.азасына әсерін зерттеу...
15
1.4. Цитокининді байланыстырушы белоктар және цитокинин медиаторы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
16
2. МАТЕРИАЛДАР МЕН ӘДІСТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
18
2.1. Зерттеу әдістері мен объектілері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
3. АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕР МЕН ОЛАРДЫ ТАЛДАУ ... ... ... ... ... ... ...
19
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
ҚОЛДАНЫЛҒАНӘДЕБИЕТТЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
27
М.А. Айтхожин атындағы молекулалық биология және биохимия институтының ферменттердің құрылымы мен реттелуі лабораториясында ең алғаш рет фузикокцинге ұқсас екінші реттік цитокинин гормоны ашылды. Ол клеткадағы сигналды трансдукцияда маңызды роль атқаратындығы анықталды. Медиатор екінші сатыдағы сигналды беретін зат, себебі гормон тікелей өзі емес медиаторлар арқылы клеткаға әсер ете алады. Сол себептен цитокинин медиаторын зерттеу ғалымдардың қызығушылығын тудырады. Себебі осы цитокинин медиаторы клетка ішіндегі мембранамен байланысқан ферменттерге әсері өте жоғары [1].
Бұл медиатор бидай тұқымының өніп жатқан ұрығында цитокинин әсерінен пайда болады. Фк мен цитокинин медиаторы арасында жақын қатынасты дәлелденген қосыша мәліметтер алуға болады. Бұл жоспарда ФК-нің өсімдік клеткасының плазматикалық мембранасының Н+АТФ- азасының активтілігіне қасиеті бар екені белгілі. Осы себепті бидай өскіндері тамырының плазматикалық мембранасының Н+АТФ- азасына цитокинин медиаторының әсерін зерттеу мүмкіндігі туындайды [2]. Екінші реттік цитокинин гормоны бидай дәніндегі ұрықтық емес бөлігінің плазматикалық мембранасындағы Н+АТФ-азасын активтендірмейтіндігі белгілі болды. Осыған байланысты осы екінші реттік цитокинин гормонының бидай дәнінің алейрон қабатындағы плазматикалық мембрананың Н+ АТФ-азасына әсерін зерттеу қажет болды.
Осы себепті зерттеудің мақсаты: бидай дәнінің алейрон қабатындағы плазматикалық мембрананың Н+ АТФ-азасының активтілігін жоғарылату.
Осы мақсатқа жету үшін алға қойылған міндеттер:
1. Цитокинин медиаторын бөліп алу;
2. Бөліп алынған цитокинин медиаторының бидай дәнінің алейрон қабатындағы плазматикалық мембрананың Н+АТФ-азасының активтілігіне әсерін қарастыру;
Бұл медиатор бидай тұқымының өніп жатқан ұрығында цитокинин әсерінен пайда болады. Фк мен цитокинин медиаторы арасында жақын қатынасты дәлелденген қосыша мәліметтер алуға болады. Бұл жоспарда ФК-нің өсімдік клеткасының плазматикалық мембранасының Н+АТФ- азасының активтілігіне қасиеті бар екені белгілі. Осы себепті бидай өскіндері тамырының плазматикалық мембранасының Н+АТФ- азасына цитокинин медиаторының әсерін зерттеу мүмкіндігі туындайды [2]. Екінші реттік цитокинин гормоны бидай дәніндегі ұрықтық емес бөлігінің плазматикалық мембранасындағы Н+АТФ-азасын активтендірмейтіндігі белгілі болды. Осыған байланысты осы екінші реттік цитокинин гормонының бидай дәнінің алейрон қабатындағы плазматикалық мембрананың Н+ АТФ-азасына әсерін зерттеу қажет болды.
Осы себепті зерттеудің мақсаты: бидай дәнінің алейрон қабатындағы плазматикалық мембрананың Н+ АТФ-азасының активтілігін жоғарылату.
Осы мақсатқа жету үшін алға қойылған міндеттер:
1. Цитокинин медиаторын бөліп алу;
2. Бөліп алынған цитокинин медиаторының бидай дәнінің алейрон қабатындағы плазматикалық мембрананың Н+АТФ-азасының активтілігіне әсерін қарастыру;
1. Полевой В. В. Фитогормоны. Л.: изд-во ЛГУ, 1982. 248 с.
2. Кулаева О. Н. Гормональная регуляция физиологических процессов у
растений: 41-е Тимирязевское чтение. М. : Наука, 1984. 84 с.
3. Волотовский И.Д. Фитохром – регуляторный фоторецептор растений.
4. Дефлинг К. Гормоны растений. Москва. Мир. 1985. 298 с.
5. Медведев С.С. Физиологические основы полярности растений. Санк –
Петербург. Кольна. 1996. 159 с.
6. Полевой В.В.,Саламатова Т.С. Физиология роста и развития растений.
Ленинград. ЛГУ. 1991. 240с.
7. Қалекенұлы Ж. Өсімдіктер физиологиясы . Алматы 1997. б. 225.
8. Сағатов . К. Өсімдіктер физиологиясы. А. 1998. б. 234-235.
9.Опритов В.А., Пятыгин С.С., Воденеев В.А. // Физиология растений.2002 10. Pyatigin S.S.,Opritov V.A.,Khudakov V.A.// Planta, 1992/ V.286.P.161
11. Пахомова В.М., Гордон Л.Х. // Журнал общ.биологии. 1991.Т.52.С. 36
12.В.В Полевой.Физиология растений. Москва.1989
13.Кулаева О.Н. Цитокинины, их структура и функция. Москва. Наука. 1973.
268 с.
14.Муромцев Г. С. // Физиология растений.1996.Т.43.С.478.
15.Г.А. Романов Гормон связывающие белки растений и проблема рецепции
фитогормонов// физиология растений 1989 Т.36 с.166-167
16.Haberer G., Kieber J.J. Update on Cytokinins. // Cytokinins. New Insights into a Classic Phytohormone - 2002. - 56 – P.1-10.
17.Trofimova M.S., Klychnikov O.I., Nosov A.V., Babakov A.V. Activation of the
additional centers of linkage of fusicoccins on a plasmatic membrane by osmotic
shock. // Plant physiology - 1999. – 46. – P. 9-15.
18.Baunsgaard L., Fuglsang A., Jahn T., Korthout H., de Boer A.H., Palmgren M.
The 14-3-3 proteins associate with the plant plasma membrane H+-ATPase to
generate a fusicoccin binding complex and a fusicoccin responsive system. //
Plant J. -1998. -13. –P.661-671
19.Треушников В.М.,Пятыгин С.С., Опритов В.А // биологические
мембраны.1994.Т.11.С.420
20. Булычев А.А // Мембранный транспорт и биоэлектрическая активность
растениий. Горький ГГУ, 1990
21.Babakov A.V., Chelysheva V.V., Klychnikov O.I., Zorinyanz S.E., Trofimova
M.S., de Boer A.H. Involvement of 14-3-3 Proteins in Osmotic Regulation of
H+-ATPase in Plant Plasma Membrane. // Planta -2000. - 211. – P.446 – 448.
22.Morsomme P.,Boutry M. The Plant Plasma membrane H+ATP
ase:Structure,function and Regulation// biochim. Biophys. Acta. 2000
23.Santoni V., Vansuyt G., Rossignal M. The Chaning Sensitivity to Auxin of the
Plasma Membrane H+-ATP-ase:Relationship between Plant Development and
ATP-ase Content of Membranes // Planta .1991.
24.Baunsgaard L., Fuglsang A., Jahn T., Korthout H., de Boer A.H., Palmgren M.
Тhe 14-3-3 proteins associate with the plant plasma membrane H+-ATPase to
generate a fusicoccin binding complex and a fusicoccin responsive system. //
Plant J. -1998. -13. –P.661-671
25.Palmgren M.G. Plant Plasma Membrane H+ATP ases Powerhouses for Nutrient
Uptake//Annu. Rev.Plant Physiol. Plant Mol.Biol.2001
26.И. А. Тарчевский Сигнальные системы клеток растений. М. : Наука 2002г
27.Roberts D. M. , Harmon A. C. , Calcium-modulated protins: targets of
intracellular calcium signalеs in higher plants // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant
Mol. Biol. 1992, v. 43, p. 375-380.
28.Poovaiah B. W.,ReddyA. S. N. Calcium and Signal Transducthon in plant //
Critical Reviews in Plant Sci. 1993. v. 12, №3, p 185-211
29.Ткачук В. А. Фосфоинозитидный обмен и ассимиляция ионов Са2+ //
биохим. 1998. Т. 63 №1. С 47-56
30.Poovaiah B. W., ReddyA. S. N. Calcium and Signal Transducthon in plant //
Critical Reviews in Plant Sci. 1993. v. 12, №3, p 185-211
31.Helper P. K. , Wayne R. O. Calcium and pland development //Annu Rev. Plant
physiol. 1985. v. 36, p. 397-400
32.Trewavas A. , Knight M. Mechanical signaling, calcium and plant form // Plant Molec. Biology. 1994, v. 26, p. 1329-1341.
33.Gilmanov M.K., Dilbarkanova R., Darkanbaev T.B. The latent form of
glutamatedehydrogenase located in spherosomatic structures of a wheat seeds. //
Reports of SA -1982. - Ed 3, V264. - P.737-739.
34.Гильманов М. К. , Францев Ф. П. , Дильбарканова Р. Структурные и
регуляторные особенности глютаматдегидрогеназы высших растений //
Тезисы научных сообщений 4-го Всесоюзного биохимического съезда. М. :
1979, т. 1, с. 252-253.
35.Гильманов М. К. Трансдукция сигналов цитокинина в зерне пшеницы //
Биотехнология, теория и практика. Алматы, 1997, №3, с. 94.
2. Кулаева О. Н. Гормональная регуляция физиологических процессов у
растений: 41-е Тимирязевское чтение. М. : Наука, 1984. 84 с.
3. Волотовский И.Д. Фитохром – регуляторный фоторецептор растений.
4. Дефлинг К. Гормоны растений. Москва. Мир. 1985. 298 с.
5. Медведев С.С. Физиологические основы полярности растений. Санк –
Петербург. Кольна. 1996. 159 с.
6. Полевой В.В.,Саламатова Т.С. Физиология роста и развития растений.
Ленинград. ЛГУ. 1991. 240с.
7. Қалекенұлы Ж. Өсімдіктер физиологиясы . Алматы 1997. б. 225.
8. Сағатов . К. Өсімдіктер физиологиясы. А. 1998. б. 234-235.
9.Опритов В.А., Пятыгин С.С., Воденеев В.А. // Физиология растений.2002 10. Pyatigin S.S.,Opritov V.A.,Khudakov V.A.// Planta, 1992/ V.286.P.161
11. Пахомова В.М., Гордон Л.Х. // Журнал общ.биологии. 1991.Т.52.С. 36
12.В.В Полевой.Физиология растений. Москва.1989
13.Кулаева О.Н. Цитокинины, их структура и функция. Москва. Наука. 1973.
268 с.
14.Муромцев Г. С. // Физиология растений.1996.Т.43.С.478.
15.Г.А. Романов Гормон связывающие белки растений и проблема рецепции
фитогормонов// физиология растений 1989 Т.36 с.166-167
16.Haberer G., Kieber J.J. Update on Cytokinins. // Cytokinins. New Insights into a Classic Phytohormone - 2002. - 56 – P.1-10.
17.Trofimova M.S., Klychnikov O.I., Nosov A.V., Babakov A.V. Activation of the
additional centers of linkage of fusicoccins on a plasmatic membrane by osmotic
shock. // Plant physiology - 1999. – 46. – P. 9-15.
18.Baunsgaard L., Fuglsang A., Jahn T., Korthout H., de Boer A.H., Palmgren M.
The 14-3-3 proteins associate with the plant plasma membrane H+-ATPase to
generate a fusicoccin binding complex and a fusicoccin responsive system. //
Plant J. -1998. -13. –P.661-671
19.Треушников В.М.,Пятыгин С.С., Опритов В.А // биологические
мембраны.1994.Т.11.С.420
20. Булычев А.А // Мембранный транспорт и биоэлектрическая активность
растениий. Горький ГГУ, 1990
21.Babakov A.V., Chelysheva V.V., Klychnikov O.I., Zorinyanz S.E., Trofimova
M.S., de Boer A.H. Involvement of 14-3-3 Proteins in Osmotic Regulation of
H+-ATPase in Plant Plasma Membrane. // Planta -2000. - 211. – P.446 – 448.
22.Morsomme P.,Boutry M. The Plant Plasma membrane H+ATP
ase:Structure,function and Regulation// biochim. Biophys. Acta. 2000
23.Santoni V., Vansuyt G., Rossignal M. The Chaning Sensitivity to Auxin of the
Plasma Membrane H+-ATP-ase:Relationship between Plant Development and
ATP-ase Content of Membranes // Planta .1991.
24.Baunsgaard L., Fuglsang A., Jahn T., Korthout H., de Boer A.H., Palmgren M.
Тhe 14-3-3 proteins associate with the plant plasma membrane H+-ATPase to
generate a fusicoccin binding complex and a fusicoccin responsive system. //
Plant J. -1998. -13. –P.661-671
25.Palmgren M.G. Plant Plasma Membrane H+ATP ases Powerhouses for Nutrient
Uptake//Annu. Rev.Plant Physiol. Plant Mol.Biol.2001
26.И. А. Тарчевский Сигнальные системы клеток растений. М. : Наука 2002г
27.Roberts D. M. , Harmon A. C. , Calcium-modulated protins: targets of
intracellular calcium signalеs in higher plants // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant
Mol. Biol. 1992, v. 43, p. 375-380.
28.Poovaiah B. W.,ReddyA. S. N. Calcium and Signal Transducthon in plant //
Critical Reviews in Plant Sci. 1993. v. 12, №3, p 185-211
29.Ткачук В. А. Фосфоинозитидный обмен и ассимиляция ионов Са2+ //
биохим. 1998. Т. 63 №1. С 47-56
30.Poovaiah B. W., ReddyA. S. N. Calcium and Signal Transducthon in plant //
Critical Reviews in Plant Sci. 1993. v. 12, №3, p 185-211
31.Helper P. K. , Wayne R. O. Calcium and pland development //Annu Rev. Plant
physiol. 1985. v. 36, p. 397-400
32.Trewavas A. , Knight M. Mechanical signaling, calcium and plant form // Plant Molec. Biology. 1994, v. 26, p. 1329-1341.
33.Gilmanov M.K., Dilbarkanova R., Darkanbaev T.B. The latent form of
glutamatedehydrogenase located in spherosomatic structures of a wheat seeds. //
Reports of SA -1982. - Ed 3, V264. - P.737-739.
34.Гильманов М. К. , Францев Ф. П. , Дильбарканова Р. Структурные и
регуляторные особенности глютаматдегидрогеназы высших растений //
Тезисы научных сообщений 4-го Всесоюзного биохимического съезда. М. :
1979, т. 1, с. 252-253.
35.Гильманов М. К. Трансдукция сигналов цитокинина в зерне пшеницы //
Биотехнология, теория и практика. Алматы, 1997, №3, с. 94.
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Биология факультеті
Биотехнология, биохимия, өсімдіктер физиологиясы кафедрасы
БІТІРУ ЖҰМЫСЫ
Бидайдың плазматикалық мембранасындағы Н+АТФ-азаның активтілігін анықтау
Орындаған:
4 курс студенті ______________ Спанкулова З.Б
Ғылыми жетекшілері:
ҚР ҰҒА-ның
академигі _______________Гильманов М. Қ
“__” ________2008ж
х.ғ.д., профессор ______________ Шойынбекова С.Ә
“__” ________2008ж
Норма бақылаушы: ______________ Акимбекова А.Б.
“__” ________2008ж
Қорғауға жіберілді:
Кафедра меңгерушісі,
б.ғ.д., профессор _______________ Иващенко А. Т.
“__” ________2008ж
Алматы, 2008
РЕФЕРАТ
Бітіру жұмысы: 29 беттен, 35 әдебиеттен, 4 кесте, 3 суреттен тұрады.
Бітіру жұмысын Спанкулова Зере Бақтыбекқызы М.А. Айтхожин атындағы биохимия
және молекулалық биология институтының ферменттердің құрылымы мен реттелу
лабораториясында өткізді.
Өзектілігі: Мембранамен байланысқан АТФ тәуелді ферменттердің
биохимиялық қасиеттерін анықтап, оларға цитокинин медиаторының әсерін
зерттеу ферменттердің белсенділігін арттырып, ауылшаруашылығы дақылдарының
өнімділігін жоғарылатады.
Негізгі сөздер: бидай дәні, ұрық бөлігі, алейрон қабаты, Н+АТФ-аза
НАДФ глютаматдегидрогеназа, цитокинин, цитокинин медиаторы, фузикокцин
Алдына қойылған мақсаты: Бидайдың плазматикалық мембранасындағы Н+АТФ-
азаның биохимиялық қасиеттерін анықтау және оған цитокинин медиаторының
әсері мен оның физиологиялық, биохимиялық қасиеттерін сипаттау және
биотехнологияда қолдану жолдарын қарастыру.
Қолданылған әдістер: Октил сефароза (CL-4B) гидрофобты хроматографиясы
және RP-18 колонкада жасалынатын жоғары қысымды кері фазалы хроматография,
гомогенизациялау, центрифугалау.
Қысқартылған сөздер
НАДФ-ГДГ-никотинамидадениндинуклеот идфосфат глютаматдегидрогеназа
ЦББ–цитокинин байланыстырушы белоктар
АТФ-аденазин үш фосфат
АДФ-аденазин екі фосфат
ГДГ–глютаматдегидрогеназа
ФК–фузикокцин
6-БАП–бензоламинопурин
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
6
1.ӘДЕБИЕТКЕ
ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ...
1.1. Фузикокциндердің ашылуы және химиялық 7
табиғаты ... ... ... ... ... ...
1.2. Өсімдіктердің катионмен белсендірілген 14
АТФ-азалары ... ... ... ... ... .
1.3. Цитокинин медиаторын тазарту және оның бидай тамыры
өскіндерінің плазмалық мембрасының Н+АТФ-азасына әсерін зерттеу... 15
1.4. Цитокининді байланыстырушы белоктар және цитокинин
медиаторы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .. 16
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
2. МАТЕРИАЛДАР МЕН 18
ӘДІСТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.1. Зерттеу әдістері мен 18
объектілері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...
3. АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕР МЕН ОЛАРДЫ ТАЛДАУ ... ... ... ... ... ... ... 19
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .. 26
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
ҚОЛДАНЫЛҒАНӘДЕБИЕТТЕ ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .. 27
... ... ... ... ... .
КІРІСПЕ
М.А. Айтхожин атындағы молекулалық биология және биохимия институтының
ферменттердің құрылымы мен реттелуі лабораториясында ең алғаш рет
фузикокцинге ұқсас екінші реттік цитокинин гормоны ашылды. Ол клеткадағы
сигналды трансдукцияда маңызды роль атқаратындығы анықталды. Медиатор
екінші сатыдағы сигналды беретін зат, себебі гормон тікелей өзі емес
медиаторлар арқылы клеткаға әсер ете алады. Сол себептен цитокинин
медиаторын зерттеу ғалымдардың қызығушылығын тудырады. Себебі осы цитокинин
медиаторы клетка ішіндегі мембранамен байланысқан ферменттерге әсері өте
жоғары [1].
Бұл медиатор бидай тұқымының өніп жатқан ұрығында цитокинин әсерінен
пайда болады. Фк мен цитокинин медиаторы арасында жақын қатынасты
дәлелденген қосыша мәліметтер алуға болады. Бұл жоспарда ФК-нің өсімдік
клеткасының плазматикалық мембранасының Н+АТФ- азасының активтілігіне
қасиеті бар екені белгілі. Осы себепті бидай өскіндері тамырының
плазматикалық мембранасының Н+АТФ- азасына цитокинин медиаторының әсерін
зерттеу мүмкіндігі туындайды [2]. Екінші реттік цитокинин гормоны бидай
дәніндегі ұрықтық емес бөлігінің плазматикалық мембранасындағы Н+АТФ-азасын
активтендірмейтіндігі белгілі болды. Осыған байланысты осы екінші реттік
цитокинин гормонының бидай дәнінің алейрон қабатындағы плазматикалық
мембрананың Н+ АТФ-азасына әсерін зерттеу қажет болды.
Осы себепті зерттеудің мақсаты: бидай дәнінің алейрон қабатындағы
плазматикалық мембрананың Н+ АТФ-азасының активтілігін жоғарылату.
Осы мақсатқа жету үшін алға қойылған міндеттер:
1. Цитокинин медиаторын бөліп алу;
2. Бөліп алынған цитокинин медиаторының бидай дәнінің алейрон қабатындағы
плазматикалық мембрананың Н+АТФ-азасының активтілігіне әсерін
қарастыру;
1.ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
Гормондар– тірі организмдердің тіршілігі үшін маңызы өте зор.
Организмдердің дамуы, өсуіндегі ең негізгі процестер гормондармен реттелуге
тәуелді. Гормондар жетіспеген жағдайда немесе артып кететін болса онда
организмді ауруға ұшыратады [3,4].
Яғни осы қызметтеріне қарап гормондарды-организмді реттеуші патшалық
деп айтуға болады. Өсімдік тіршілігін реттеуде өсімдік гормоны цитокининнің
маңызы зор [5]. Цитокининнің функциясы өсімдік онтогенезінің барлық
кезеңдерінен көрінеді. Цитокининді зерттеу аймағындағы жаңа жетістіктер мен
көріністерге кейінгі жылдары ғалымдардың қолы жетуде.
Цитокинин– клетка бөлінуін реттейді, хлоропластардың дифференцациясына
қатысады. Клетка бөлінуі үшін цитокининнің маңызы зор. Осы гормонның
сигналды трансдукция механизмі әлі анықталмаған. Кейінгі зерттеулердің
барлығы дерлік өсімдік фитогормондарының өсу процесіне, клетка бөлінуіне
әсерін зерттеу бағытында жүргізіледі. Фитогормондар клеткамен клетка, ткань
мен ткань, мүше мен мүше байланысқанда көптеген морфогенетикалық және
физиологиялық программаларды атқарады [6].
Фитогормондар өсімдік организміндегі заттардың мөлшеріне,
маңыздылығына, көбею ерекшелігіне, клетканың бөлінуіне, тыныс алуға,
қартаюға, зат алмасуға қатысады. Өсімдік тіршілігін реттеуде өсімдік
гормоны цитокининнің маңызы зор [7].
Цитокининнің функциясы өсімдік онтогенезінің барлық кезеңдерінен
көрінеді. Цитокининді зерттеу аймағындағы жаңа жетістіктер мен көріністерге
кейінгі жылдары ғалымдардың қолы жетуде.
1.1. Фузикокциндердің ашылуы мен химиялық құрылысы
Фузикокцинді (ФК) 1964 жылы италияндық ғалым Alessandro Ballio
Fusicoccum amygdale фитопатогенді саңырауқұлағының фитоитоксині ретінде
ашты. Бұл фитоксин жас миндаль ағаштарының жапырақтарының саңылауларын
ашқан да, осыдан соң олар жабылмаған [7,8]. Артық транспирация және тамыр
жүйесінің әлсіздігінің нәтижесінде жас ағаштар тез кеуіп кетеді, яғни
фузикокцин табиғи дексикант болып табылады. Профессор A.Ballio
лабораториясында осы фитотоксиннің құрылысы анықталынды (1-суретте
көрсетілген )
Фузикокциннің гибберлиндер сияқты табиғи терпеноидтарға
жататындығын Gronevald авторларымен бірге ескере отырып, гибберлиндер мен
фузикокциннің туыстығы туралы гипотезаны шығарды. Бұл екеуі де ауру
саңырауқұлақтардың дитерпеноидтары, метаболиттері болып табылады. Уақыт
өткен сайын гиббереллиндердің саны артуда. 1960-1980 жылдардын бері сол
сияқты фузикокциндердің де 15-ке жуық топтары белгілі болды. Олар А,В,С
символдарымен ажыратылады [9].
Жоғары сатылы өсімдіктерде фузикокцин тұқымдасына жататын
заттардың бар болуы туралы алғашқы мәліметтерді 1980 жылы Муромцев
қызметкерлерімен бірге тұңғыш рет баспадан басып шығарды. Кейін фузикоцинді
табу үшін жоғары қысымды сұйық хроматографта материалды алдын ала
фракционерлейтін хроматоспектрометрияны қолданды. Бастапқыда авторлар
Fusicoccum amygdale саңырауқұлағының културальды сұйықтығында фузикокцинді
метаболиттерді анықтаудың тәсілдерін ойлап тапты, ол газды хроматография
мен трисилил туындыларының масспектрометриялы аралас әдісі, мұнда
детектирлеу бірнеше таңдалған сипатталған иондармен жүзеге асады [10].
Авторлар фузикокцинді алу үшін жүгері собығын және орамжапырақ
жапырақтарын қолданды. Оларды этил спиртінде гомогенизирледі. Спиртті
экстрактыларды концентрлеп, концентратты хлороформмен экстрагирледі.
Хлороформды экстрактыны сұйық хроматографиядан өткізді. Алынған пикті
ізінше масспектрометриямен жүретін газ сияқты хроматографияға сынады.
Өсімдіктегі экзогенді А фузикокциннің құрамы 10-10-10-12М
құрады, бұл эндогенді гибберлиндердің құрамынан 2-3 есе төмен. Бұл жерден
жоғары сатылы өсімдіктерден табиғи фузикокциндердің препаратты мөлшерін
бөліп алу мәселесі күрделі екендігі анық болып отыр [11].
Кейінірек жоғары сатылы өсімдіктерден табиғи фузикокцинді бөліп
алудың тағы да бір мүмкіндігін осы авторлар қолға алды. Бұл жерде авторлар
фузикокцинді бөліп алудың обьектісі ретінде қарқынды өсуімен ерекшеленетін
трансформацияланған қына тамырларының культураларын пайдаланды. Бұл
обьектіні таңдап алу себебі төмендегідей, біріншіден фузикокциннің көзі
болып табылатын микроорганизмдер мен саңырауқұлақтардың зақымдану
мүмкіндігі толығымен болмады. Екіншіден, олардың қарқынды өсуіне байланысты
тамыр клеткаларының культурасын көп мөлшерде алуға болады [12].
1 сурет Fusicoccum amygdali Del. Фитопатогенді саңырауқұлағының
фузикокцин - фитотоксин формуласы (1964 жылы Ballio et all сипаттаған)
Тамыр клеткаларының культураларынан авторлар спиртті
экстрактыларды алды. Экстрактыларды вакуумның астында буландырып, су
қалдықтарын хлороформмен экстрагирледі, одан соң сулы және хлороформды
фазаларда фузикокциннің болуын анықтауды иммунды тәсілмен жүргізді.
Фузикокцин хлороформда болды, ал сулы фазада тек іздің мөлшері ғана болды,
ал бұл белок және қант қосылыстары сияқты рецепторлар мен антиденелердің
тиімді байланысуын тежейді. Фузикокцин сияқты заттарды тамырдың барлық
культивирлену кезеңінде тауып отырды (14 тәуліктен бастап). Тазартылған
тамырда өсірілген фузикокциннің максимальды құрамы 1кг тамырға 150н моль-ге
дейін құрайтынтындығы анықталды [11,13].
Алынған фракциялардың масспектрометрлі анализі мынаны көрсетті:
негізінен А типті фузикокцин болды, сондай-ақ берілген анализдер басқа
анықталынбаған фузикокциннің болу мүмкіндігін көрсетті. Зерттеулер
нәтижесінде эндогенді фузикокцинді идентификациялау қиын деген қорытындыға
Муромцев қызметкерлерімен тоқталды.
Алғашқы және негізгі идентифицирленген фузикокциндердің бірі А
фузикокцині болып табылады. Ол өз алдына гликозидті үш корбооксилді
дитерпендер, молекулалық салмағы 680 кД және формуласы С36Н56О12
ФК молекуласының агликонды бөлігі үш циклді жүйе болып
табылады. Бұл жүйе сегіз бұрышты және бес бұрышты сақинаны біріктіреді,
сонымен қатар ФК –нің молекуласының агликонды бөлігі тотығу кезінде
ацетилді топпен байланысады. ФК-нің 10 шақты түрі моно, ди, үш ацетаттар.
ФК басқа қатары өзгеше құрылысты болып келеді. Олардың 20-ыншы көміртегі
атомы тотықпаған. Әдебиеттегі мәліметтер бойынша фузикокциннің молекуласы
табиғатта кең таралған дициклопентан және циклооккандардың байланысының
туындысы болуы мүмкін деген тұжырымдар бар [14]. Мұндай құбылыстар
саңырауқұлақтарда, балдырларда, кейбір жоғары сатыдағы өсімдіктерде, тіпті
жануарларда (жәндіктерде) байқалған. Фузикокциндердің көптеген түрлері
әртүрлі организмдерден бөлініп алынған, мысалы: фузикоплагин С, анаденсин,
эпоксидилтимен,т.б. Циклопентанды, циклооканды байланыстары бар
терпеноидтар номенклатурасы бойынша фузикоккандар қатарына кіреді. Мұндай
фузикоккандардың байланысы транс–син-транс С20-көмірсутек ретінде белгілі
болған [14].
Фузикокцинді ары қарай зерттеу олардың физиологиялық,
биохимиялық қасиеттерінің алуан түрлі екенін көрсетеді. Бұл жағдай көптеген
өсімдіктердің өсуінде табиғи реттеуші екендігіне мүмкіндік береді. Көптеген
жоғары сатыдағы өсімдіктердің клеткалары, мүшелері, ұлпалары ФК көлемінің
ұлғаюына жауап беруге байланысы бар, сол сияқты саңылаулардың ашылуы,
ұрықтың өсуінің қарқыны, көбеюі, т.б. процестерге байланысы бар. ФК және ФК
заттар тұқымның өсуіндегі маңызды эндогенді реттегіш болып табылады деген
мәліметтер бар. Г.С. Муромцев лабораториясында ең бірінші рет
фузикокциндердің тұқымның ризогенезіне активті әсер ететіні анықталған.
Фузикокцин асбұршақ тұқымының өсуіне өте қызықты әсер көрсетті. Осылайша ол
котилидон клеткаларының өнуін стимулдап отырды да, бір жағынан осьтің
ұрықтарының өсуін тежеп отырды, бұл фузикокциннің полярлы әсері бар
екендігін көрсетеді [11,14]. Микроорганизммен зақымдалуына маңызды роль
атқарады, яғни фузикокцин бұршақ тұқымдастарда түйнектердің түзілуін
активтейтіні анықталды.
Фузикокцин жапырақтың бағаналы клеткаларымен көмірқышқыл газын
меңгеруін активтейді. Сондай-ақ фузикокцин Vigna angularis калеоптилінің
клеткалар апопластарындағы аскорбат концентрациясын реттейді.
Фузикокциндердің гормоналдық қасиеттерінің бірі–оның антистресстік
активтілігі. Г.С.Муромцев ФК–нің әртүрлі орта жағдайларында тұқымға әсер
етуін дәлелдеген. Өсімдіктер үшін ФК еш күмәнсіз маңызды да, күшті
антистресстік байланыс болып табылады . Муромцев қызметкерлерімен бірге
өсуге қолайсыз жағдайда тұқымдардың ұқсастығын фузикокцин арттыруға
қабілетті екенін көрсетті, мысалы: жоғары және төмен температураларда,
артық ылғалдануда, тұздануда және т.б. РАН өсімдіктер физиологиясы
институтының қызметкерлері тұқымдарды малу (0,68 мгл фузикокцин), қыстық
бидай, арпа, сұлыға шашырату (0,34 мгл фузикокцин) арқылы өсімдіктердің
аязға төзімділігін арттыратындығын көрсетті. Аязға төзімділіктің артуы
фотосинтетикалық аппараттың даму деңгейімен қанттың жиналуымен жақсы
коррелирленеді, сонымен қатар, клеткада эндоплазматикалық ретикулумның
дамуын жылдамдатумен де ерекшеленеді. Фузикокцин күрішті тұзданудан
қорғайтындығы, әртүрлі ауруларға картоп түйнектерінің тұрақтылығын
арттыратындығы көрсетілді. Фузикокцин өсімдік үшін ең күшті әсер ететін
антистресті қосылыстардың бірі болып есептелінеді [14,15]. Фузикокциннің
осмотикалық стреске бейімделу кезіндегі жағымды ролі анықталды.
Біз үшін фузикокциннің биохимиялық активтілігін зерттеу бойынша
деректер қажет. Тұңғыш рет 1977 жылы Alessandro Ballio қызметкерлерімен
бірге жүгері өскіндерінің ұштарынан бөліп алынған плазматикалық
мембранасынан фузикокцинді рецепторларды тапты. De Boer қызметкерлерімен
бірге Фк байланыстыратын белоктарды тазалауда арнайы аффинді сорбентте
тазалау әдісін ойлап тапты, бұл жерде активті топ ретінде биотинилирленген
фузикокцин тігілген [16].
Осы авторлар фузикокцин байланыстырушы белоктарды бөліп алуда
жұмыстар жүргізді. Richard G.Stout және Robert E. Cleland фузикокцинді
рецепторды зерттеу үшін фузикокцинге қарсы моноклональды антиденелерді
алды.
Фузикокцин үшін мүмкін рецепторлар берілген, олар фузикокцин
байланыстырушы белоктартың (ФКББ) екі типі. Бірінші типінің константты
диссоциациясы (Kg) шамамен 10-11М (жоғары аффинді ВА) болатын фузикокцинге
жоғары ұқсастығы бар, ал екінші типінің константты диссоциациясы (Kg)
шамамен 10-7М (төмен аффинді НА) болатын төмен ұқсастығы бар рецепторлар.
Тұңғыш рет осы рецепторлар жүгері калеоптилінің плазматикалық мембранасы
бар функциялардан табылды. Жұмыста белгіленген мембраналарда рецептордың
жоғары аффинді сайттары мөлшерінің төмен аффинділірге қатынасы - [ВА]
[НА] шамамен 1-ң 2-ге қатынасын құрайтындығы көрсетілген. Авторлар
фузикокцин әсеріннен тек жоғары афиндік сайттың байланысуы қатысады деген
тұжырымға келді. Мұндай көзқарастар кейінгі жылдары басымдылық таныта
бастады. Фузикокцин рецепторы ретінде жоғары аффинді сайттың қатысуы
фузикокцин байланыстырушы белоктан және Н+АТФ–азадан құралатын in vitro
жүйесінің реконструкциясы бойынша жұмыс істеген авторлармен болжамдалады
[17].
Көптеген оқшауланған мембраналарда төмен аффинді сайттардың аз
ғана мөлшері немесе жоқтығы бөліну процесінде олардың инактивациясымен
байланысты болуы мүмкін. Бұл жоғары аффинді сайтпен салыстырғанда төмен
аффинді сайттар байланысының үлкен лабильділігімен түсіндіріледі. Қазіргі
уақытта жоғары және төмен аффинді сайттардың қызметтік ролі туралы сұрақтар
зерттеу обьектісі болып отыр.
Жоғары аффинді фузикокцин байланыстырушы белоктарды зерттеуде
жақсы нәтижелерге қол жеткізді, олар бөлініп алынып сипатталынды. Бір
жағынан, бұл белоктар гетеродимерлер болып табылатындығы көрсетілді (әрбір
мономердің молекулалық массасы 30 кДа жақын) Бұл полипептидтердің сиквенс
бойынша мәліметтері сұлының тамырының, Commelina communis жапырақтарының
және жүгерінің калеоптилінің ФКСБ құрылымы бойынша белоктардың 14-3-3
класына жататын эукариоттардың көпфункциональды реттегіш белоктарымен
гомологты болып келетіндігі көрсетілді. Фузикокцин байланыстырушы белоктар
14-3-3 белоктар тұқымдасына жататындығы туралы De Boer-дің жұмысында
көрсетілген. 14-3-3 белоктар редуктаза нитратын ингибирлейтіндігі
көрсетілді, алайда бұл белоктардың фузикокцинмен байланысуынан кейін
редуктаза нитратының активациясы байқалды.
ФК Н+АТФ-азаның бірден бір активаторы болып саналады. Ол 14-3-3
белок регуляторымен байланысқан. Сондықтан да Н+АТФ-аза фузикокциндердің үш
құрылымды 14-3-3 белогымен байланысты болып келеді. Бұл белоктар эукариотты
организмдердің барлығында, ашытқы саңырауқұлақтардан бастап жоғары сатыдағы
өсімдіктерден және жануарларға дейін табылған. Бұл белоктардың қызметі ДНҚ
мен байланысқан транскрипция факторындағы протеинкиназаның активтенуіне
қатысады. 14-3-3 белогының рецепторлық қызметі әлі белгілі емес. Басқа
жағынан қарағанда, ФКСБ мембранада молекулалық массасы 90 кД болатын
полипептид ретінде , ал комплексте молекулалық массасы 30кДа болатын
полипептид екендігі туралы мәліметтер бар [17].
Фузикокциннің мембраналық эффектілері тез жауаптарға жатады
әдетте протондар шығуының стимуляциясы фузикокцинді қоса салысымен
басталады және лаг фазасы болмайды. Тез мембраналық эффектілермен қатар Фк
өсімдіктерде пролингирленуші, генерализдеуші болып әсер ете алады, ал бұл
оның гормональды қасиеттері үшін ұтымды. Басқа фитогормондар мен өсуші
регуляторға қарағанда (гибберлин) фузикокциннің 2-3 қатарға төмен дозасы
(10-20мгга) назар аудартады. Бабаков жұмысында ФК протеинкиназа
активациясындағы ролі қарастырылуда [18] .
Фузикокциннің клеткаларға әсері қызығушылық тудырады. Ең
алдымен ФК әсерінен клетка құрамының қышқылдануына қатыстығы туралы айтуға
болады. ФК сұлы калеоптилінің клеткасында протондардың шығуын реттейді
деген дерек зерттеу жұмыстарында тұңғыш рет көрсетілді. Аталған процестер
Н+АТФ-азаның қызметінің реттелуі кезінде немесе плазмалемманың ионды
каналдары арқылы иондар ағуының төмендеуі кезінде активтеледі. Шынындада
кейінгі мәліметтерге жүгінсек, ФК Н+АТФ-азаның активтілігіне де
плазмалемманың калий каналдарының өткізгіштігіне де әсер етеді [19].
Claudio Olivari қызметкерлерімен тұңғыш рет Н+АТФ-азаның Фк мен
активтелуі үшін тағы да басқа белоктың болуын қажет ететіндігін бекітті.
Claudio Olivari жұмысында фениарасин оксид Н+АТФ-азаның фузикокцинмен
активациясында спецификалық ингибитор болып есептелетіндігі дәлелденген.
Фузикокцин 14-3-3 реттеуші белокпен байланысу арқылы
плазматикалық мембранасындағы Н+АТФ-азаның активаторы екендігі анықталды,
осылайша Н+АТФ-азаның активациясы тек үштік комплекстің фузикокцин, 14-3-3
белок, Н+АТФ-азаның түзілуінде ғана мүмкін болады. Мүмкін, фузикокцинмен
активтенетін Н+АТФ-аза кальций ионына спецификалық болады да, кальций
ионының цитоплазмаға тасымалдануын жүзеге асырады. Бұл басқа жағдайлар үшін
өте маңызды [18,20].
Сұлтанбаев Б.Е. қызметтестерімен жүргізген А23187
антибиотигімен жүргізген жұмысы бидай дәнінің ұрықсыз бөлігіндегі НАДФ –
ГДГ активациясы үшін цитозольды Са2+-ң деңгейін реттеп отыруға болады деп
тұжырым жасады. Авторлардың цитозольды Са2+-ді реттеу бойынша жұмыстары
келесідей түрде өткізілді: ионоформен өңдеген ұрықсыз жартыларын 10мМ CaCL2
бар ерітіндіге орналастырды. Бұл кезде кальций ионофор түзген кальций
каналдары арқылы клетканың ішіне еркін өтті. Осылайша цитозольды Са2+-ң
деңгейі артып отырды. Басқа жағдайларда ионоформен өңделген ұрықсыз
жартыларды кальций байланыстырушы оселат ДГТА (этилен гликоль тетраацетат)
бар ерітіндіге орналастырды, цитозольды кальций клеткадан ағып шыға бастады
да цитозольды кальцидің деңгейі жасанды түрде төмендеді. НАДФ-ГДГ
активациясын эмбриональды фактордың көмегімен толығымен басып тастауға
болады, егер де ЭГТА-ң көмегімен цитозольды Са2+-ң деңгейін жасанды
төмендетсе, сол сияқты жасанды түрде цитозольды Са2+-ң деңгейін арттырса,
онда авторлар НАДФ-ГДГ активациясы ешбір факторсыз жүргендігін байқады.
Осылайша, бұл нәтижелер цитозольды Са2+ деңгейі ғана НАДФ-ГДГ
активациясы үшін анықтаушы екендігін көрсетеді. Алайда Сұлтанбаев
қызметкерлерімен клеткадағы кальций ионы деңгейінің жоғарылауын қамтамасыз
ететін механизмдерді зерттемеді.
Кальций ионының клетка ішіне келуін Са2+ спецификалық
транспортты АТФ-азаның көмегімен плазматикалық мембрана арқылы активті
ионды транспорт қамтамасыз етіп отыру керек екендігін дұрыс деп болжады.
Сол себепті плазматикалық мембраның протонды кальцилі АТФ-азасының
активациясына эмбриональды фактордың эффектілерін зерттеу маңызды
тәжірибелердің бірі болып отыр [21].
Барлық тірі клеткалар ішкі бөліктерді сыртқы ортадан бөлетін
жұқа қабықтан тұрады. Ондай қабық плазмалық мембрана деп аталады. Клетка
ішіндегі ядро, митохондрия, хлоропластар, гольджи аппараты, эндоплазмалық
тор, лизосома сияқты органеллаларды да жеке мембрана қоршап тұрады. Бұл
аталған органеллаларды плазма бөліктерінен (ферменттерден, метаболиттерден,
т.б.) мембрана бөліп тұрады.
Клетка өзінің тіршілігін қамтамасыз ету үшін үнемі сыртқы және
ішкі мембраналар әр түрлі заттарды тасымалдайды. Мембраналар заттар үшін
таңдаулы өткізгіш барьер болып табылады. Мембрана жартылай өткізеді, ол
арқылы молекулалар мен иондардың өтуі таңдамалы түрде іске асырылады және
ол белсенді түрде реттеліп отырылады. Көптеген заттар белсенді түрде
тасымалданып мембрана арқылы ішке енеді. Мембрана липидтерден, белоктардан
және көмірсулардан құралады, дегенмен оның негізгі бөлігі липидтер мен
белоктар. Клетка мембранасының құрамында белоктар бар. Олардың
кейбіреулерінің молекулалары липидтік биқабаттың сыртына орналасады, ал
белок молекулалары бүкіл мембрана құрамына енеді [19,20,22].
Плазматикалық мембраналар әр түрлі иондарды іріктеп тасымалдау
нәтижесінде клетканың ішіндегі сұйықтардың және сыртқы сұйықтардың
иондарының концентрациясының градиенті пайда болады. Бұл иондық
концентрация градиентінің нәтижесінде потенциал энергия пайда болады .
Тірі клеткаларда пассивті және активті транспорт болады. Пассивті
транспорт дегеніміз концентрация градиенті бойы немесе электрохимиялық
градиенті бойы заттардың тасымалдануын айтамыз. Пассивті транспорт
липопротеинді комплекс нәтижесінде түзілген арнайы каналдар арқылы (Na, K
және басқа каналдар) жүреді. Қанттар, амин қышқылдар және т.б субстраттар
арнайы тасымалданушылармен өсімдіктерде, бактерияларда және
саңырауқұлақтарда Н+ионымен, ал жануарларда Na+ионымен тасымалданады. Бұл
жердегі қозғаушы күш субстрат градиенті емес, иондардың градиенті болып
саналады.
Иондардың тасымалдануы электрохимиялық градиентке қарсы болса, оны
активті транспорт деп атаймыз. Активті транспорт АТФ энергиясын пайдалану
арқылы АТФ тәуелді ферменттердің көмегімен жүзеге асады. Белгілі АТФ-
азаларға К+, Na+, H+, Ca+ және анионды АТФ-азалар жатады.Н+ иондарының
активті транспорты НАДН, НАДНФ немесе басқа қышқылды қосындылардың редокс-
тізбегінің энергиясымен қамтамасыз етіледі. НАД(Ф)Н немесе АТФ энергиясын
пайдалану арқылы Н+иондарының тасымалдануы протонды помпа деген атауға ие
немесе оны Н+ помпалар, Н+насос деп атауға да болады[12,23].
Заттарды мембрана арқылы өткізу - барлық тірі клеткалар үшін аса үлкен
маңызы бар түйінді процесс. Қалыпты тіршілік кезінде клетка қоректік
заттарды, әртүрлі метаболиттерді сіңіруі және сонымен бірге өзіне қажетті
қосылыстарды бөліп шығаруы тиіс. Глюкоза, амин қышқылдары, май қышқылдары
сияқты ұсақ молекулалардан Н+,К+,Na+,CI- иондары плазмалық мембранада
өткізуге көмектеседі. Н+,К+,Na+ иондарын активті түрде алып өтуге қатысатын
К+,Na+- насосы белгілі бір белоктың - мембраналық ферменттің әрекетімен
байланысты. Бұл ферменттің белсенділігі клетка ішіндегі Na+
концентрациясының және клетка сыртындағы К+ концентрациясына байланысты.
Бұл екі ион сонымен қатар сутегі ионы да мембрананың екі жағында орналасуы
қажет. Осыған байланысты К+,Na+ насосының жұмысына жауап беретін
мембраналық фермент Н+АТФ-аза деп аталады. Бұл фермент өз белсенділігін
Mg2+ қатысында активтенеді [24].
АТФ молекуласы гидролизденген кезде мембранадағы каналдар арқылы үш
Na+ ионы клеткадан сыртқа шығады және екі К+ионы сырттан клетка ішіне
енеді. Мембрананың екі жағындағы иондар концентрациясының әртүрлі болуы
осылайша орындалады. АТФ-аза ферментін клетка ішінде осы иондар
белсендіреді. АТФ ферменттің активті орталығымен байланысады да
цитоплазмадан үш Na+ ионынын өзіне қосып алады. Осының әсерінен АТФ
гидролизденіп, АДФ және Н3PO4 ыдырайды. Бұдан кейін АТФ аза ферменті АТФ –
тан бөлініп шыққан фосфор қышқылы есебінен фосфорланады. Фосфорлану белок
пішінін өзгертеді, каналдар ашылады да, олар арқылы Na+ иондары мембрана
сыртына шығады. Na+ ионынан босаған фосфорланған белокқа клетка сыртындағы
ортада екі калий ионы қосылады, содан кейін гидролиз жолымен фосфат
белоктан бөлінеді. Бұның нәтижесінде белок пішіні қайта өзгереді де, ол
бастапқы пішініне қайта келеді, клетка ішіндегі канал ашылады да, К+
сорылып клеткаға енеді [7,25].
1.2. Өсімдіктердің катионмен белсендірілген АТФ-азалары
Қазіргі кезде өсімдік және жануар клеткаларында жоғары ионды
градиенттерін құрастыруда электрохимиялық градиентке қарсы ион тасымалдаушы
белсенді механизмдер қатысады. Сонымен қатар белсенді тасымалдаудың
негізін, иондарды және энергияны тасымалдау процесіне қатысатын АТФ - азды
ферменттік жүйе құрады деген мәліметтер де бар. Шаянның перифериялық жүйке
жүйесінен бір валентті катионмен активтенген АТФ-азаны Скоу ашқаннан кейін,
осы типті ионды активті байланыстыратын фермент жануарлардың әртүрлі
ұлпаларынан табылған.
Na- K- H+АТФ-аза сол сияқты өсімдік клеткаларынан да табылған. Оның
тамыр ұлпаларында кездесуі және тамырдың сыртқы клеткасының
плазмадесмаларында жинақталуы, осы ферменттік жүйе катионды тасымалдау
процесіне қатысады деген болжам жасауға мүмкіндік береді. Алайда,
жануарларға қарағанда тасымалдау процесінің АТФ-азды жүйемен белсенді
байланыстылығын көрсете алатын тікелей тәжірибелік мәліметтер жоқ. Сонымен
қатар осы уақытқа дейін жануар клеткасындағы ферменттерге ұқсас АТФ - аза
өсімдік клеткаларында да жоқ деген көзқарастар болған.
Өсімдік клеткасындағы АТФ-азаның қасиеттері мен оның өсімдік
клеткасында жинақталуын зерттеу барысында, бұл ферменттік жүйесінің иондық
құрамы мен ортаның рН-на өте сезімтал екені анықталған. Сезімталдық
қасиетін зерттеу барысында оның активтілігінің субстратқа, активаторға,
ингибиторға және басқа да жағдайларға байланысты екендігі анықталған.
Осыған орай АТФ-азаның көп болуының себебі ферменттің жоғарғыдағыдай
модификациясы, олардың қатысуымен жүретін процестерді реттеуші механизмі
болуы мүмкін деген болжамдар жасалған. Сондықтан да АТФ-азаның бір валентті
катиондарды тасымалындағы активтілігі үшін арнайы жағдайлар жасалған. Соған
байланысты бүтін өсімдіктерге физиологиялық тәжірибелер жүргізілген. Бұл
тәжірибелерде қоректік ортаның иондық құрамын өзгерте отырып, сәйкес келуші
АТФ-азаның немесе оған ұқсас фермент модификациясының белсенділігін
туғызуға бағытталған [20,26].
Клетка мембранасы арқылы иондардың белсенді тасымалдануын түсіндіру
үшін қазіргі кезде өзіндік қасиеті бар тасымалдаушы- фермент кеңінен
қолданылуда. Жүргізілген зерттеу жұмыстарының көпшілігі К+, Na+ және Н+
иондарының транспорты жануарлар клеткасының мембранасынан табылған өзіндік
қасиеті бар тасымалдаушы АТФ-аза белсенділігімен тығыз байланысты
екендігін көрсетеді. АТФ-азаның негізгі белгілеріне Mg+ бар жерде К+,Na+
және Н+ иондарымен белсенділігінің жоғары болуы жатады. АТФ-азаның
тасымалдау жүйесі әмбебапты болып келеді және тек жануарлар клеткасында
ғана емес өсімдіктер клеткасында да қызмет атқарады. Өсімдіктер клеткасында
АТФ-азды белсенділік табылғанымен олардан тасымалдаушы АТФ-азаға тән
белгілер табылмаған. Бірнеше жұмыстардың жүргізілуі барысында ғана
өсімдіктер АТФ-азасы катионға тәуелді екені анықталған. Әртүрлі авторлардың
мәліметтері бойынша жануарлар клеткасындағы АТФ-аза әсересе мембрана
бетінде белсенді болған. Сондықтан да өсімдік клеткасының мембраналарының
үстінде орналасқан АТФ-азаның өзіндік қасиеті мен белсенділігін анықтау
қызығушылықты тудырады. Бірақта өсімдіктерден беттік мембраналарды бөліп
алу әлі күнге дейін мүмкін болмай отыр. Егерде ұлпаларды плазсмолизсіз
гомогендейтін болса, онда клетка қабырғасының фракциясы беттік мембранаға
бай болады деген болжам бар [19,27].
1.3. Цитокинин медиторын тазарту және оның бидай тамыры өскіндерінің
плазматикалық мембранасының Н+АТФ–азасына әсерін зерттеу
Цитокинин медиаторы деп аталатын цитокининнің екіншілік гормоны
зерттелінген. Цитокинин медиаторының сипаттамалары: ол цитокининге
қарағанда 100-1000 есе аз концентрацияда әсер етеді, фузикокциндерге
қатысты арнайы қасиеттерге ие, сонымен бірге ол бидай тамыры өскіндерінің
плазматикалық мембранасының Н+АТФ-азасының белсенділігін арттырады. Маңызды
фитогормондардың бірі – цитокининнің сигналдық трансдукциясы әлі толығымен
анықталмаған. Осының барысында цитокининнің екіншілік гормоны туралы сұрақ
туындайды. Осыған қатысты бидайдың өнген тұқымынан цитокинин медиаторы
табылды. Бұл медиатор бидай тұқымының өніп жатқан ұрығында цитокинин
әсерінен кейін пайда болады [16,22,28]. Цитокинин медиаторының ерекше
қасиеті – бидайдың құрғақ тұқымының алейрон қабатындағы НАДФ-ГДГ-ны
белсендіру. НАДФ-ГДГ-ны барлық гормональды заттардың ішінде тек фузикокцин
белсендіретіні көрсетілген. Сонымен бірге тазартылған цитокинин медиаторы
деп белгіленген фузикокцин жүгері өскіні тамырының сыртқы мембрана
рецепторларымен байланысуын тежейді. Фузикокцин мен цитокинин медиаторы
арасындағы жақын қатынасты дәлелдейтін қосымша мәліметтер алуға тура
келеді. Бұл жоспарда фузикокциннің өсімдік клеткасының плазматикалық
мембранасының Н+АТФ–азасын белсендіретін қасиеті бар екені белгілі болды.
Осы себепті бидай өскіндері тамырының плазматикалық мембранасының Н+АТФ-
азасына цитокинин медиаторының әсерін зерттеу мүмкіндігі туындайды.
Цитокинин медиаторының фузикокцинге қатынасы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Биология факультеті
Биотехнология, биохимия, өсімдіктер физиологиясы кафедрасы
БІТІРУ ЖҰМЫСЫ
Бидайдың плазматикалық мембранасындағы Н+АТФ-азаның активтілігін анықтау
Орындаған:
4 курс студенті ______________ Спанкулова З.Б
Ғылыми жетекшілері:
ҚР ҰҒА-ның
академигі _______________Гильманов М. Қ
“__” ________2008ж
х.ғ.д., профессор ______________ Шойынбекова С.Ә
“__” ________2008ж
Норма бақылаушы: ______________ Акимбекова А.Б.
“__” ________2008ж
Қорғауға жіберілді:
Кафедра меңгерушісі,
б.ғ.д., профессор _______________ Иващенко А. Т.
“__” ________2008ж
Алматы, 2008
РЕФЕРАТ
Бітіру жұмысы: 29 беттен, 35 әдебиеттен, 4 кесте, 3 суреттен тұрады.
Бітіру жұмысын Спанкулова Зере Бақтыбекқызы М.А. Айтхожин атындағы биохимия
және молекулалық биология институтының ферменттердің құрылымы мен реттелу
лабораториясында өткізді.
Өзектілігі: Мембранамен байланысқан АТФ тәуелді ферменттердің
биохимиялық қасиеттерін анықтап, оларға цитокинин медиаторының әсерін
зерттеу ферменттердің белсенділігін арттырып, ауылшаруашылығы дақылдарының
өнімділігін жоғарылатады.
Негізгі сөздер: бидай дәні, ұрық бөлігі, алейрон қабаты, Н+АТФ-аза
НАДФ глютаматдегидрогеназа, цитокинин, цитокинин медиаторы, фузикокцин
Алдына қойылған мақсаты: Бидайдың плазматикалық мембранасындағы Н+АТФ-
азаның биохимиялық қасиеттерін анықтау және оған цитокинин медиаторының
әсері мен оның физиологиялық, биохимиялық қасиеттерін сипаттау және
биотехнологияда қолдану жолдарын қарастыру.
Қолданылған әдістер: Октил сефароза (CL-4B) гидрофобты хроматографиясы
және RP-18 колонкада жасалынатын жоғары қысымды кері фазалы хроматография,
гомогенизациялау, центрифугалау.
Қысқартылған сөздер
НАДФ-ГДГ-никотинамидадениндинуклеот идфосфат глютаматдегидрогеназа
ЦББ–цитокинин байланыстырушы белоктар
АТФ-аденазин үш фосфат
АДФ-аденазин екі фосфат
ГДГ–глютаматдегидрогеназа
ФК–фузикокцин
6-БАП–бензоламинопурин
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
6
1.ӘДЕБИЕТКЕ
ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ...
1.1. Фузикокциндердің ашылуы және химиялық 7
табиғаты ... ... ... ... ... ...
1.2. Өсімдіктердің катионмен белсендірілген 14
АТФ-азалары ... ... ... ... ... .
1.3. Цитокинин медиаторын тазарту және оның бидай тамыры
өскіндерінің плазмалық мембрасының Н+АТФ-азасына әсерін зерттеу... 15
1.4. Цитокининді байланыстырушы белоктар және цитокинин
медиаторы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .. 16
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
2. МАТЕРИАЛДАР МЕН 18
ӘДІСТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.1. Зерттеу әдістері мен 18
объектілері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...
3. АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕР МЕН ОЛАРДЫ ТАЛДАУ ... ... ... ... ... ... ... 19
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .. 26
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
ҚОЛДАНЫЛҒАНӘДЕБИЕТТЕ ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .. 27
... ... ... ... ... .
КІРІСПЕ
М.А. Айтхожин атындағы молекулалық биология және биохимия институтының
ферменттердің құрылымы мен реттелуі лабораториясында ең алғаш рет
фузикокцинге ұқсас екінші реттік цитокинин гормоны ашылды. Ол клеткадағы
сигналды трансдукцияда маңызды роль атқаратындығы анықталды. Медиатор
екінші сатыдағы сигналды беретін зат, себебі гормон тікелей өзі емес
медиаторлар арқылы клеткаға әсер ете алады. Сол себептен цитокинин
медиаторын зерттеу ғалымдардың қызығушылығын тудырады. Себебі осы цитокинин
медиаторы клетка ішіндегі мембранамен байланысқан ферменттерге әсері өте
жоғары [1].
Бұл медиатор бидай тұқымының өніп жатқан ұрығында цитокинин әсерінен
пайда болады. Фк мен цитокинин медиаторы арасында жақын қатынасты
дәлелденген қосыша мәліметтер алуға болады. Бұл жоспарда ФК-нің өсімдік
клеткасының плазматикалық мембранасының Н+АТФ- азасының активтілігіне
қасиеті бар екені белгілі. Осы себепті бидай өскіндері тамырының
плазматикалық мембранасының Н+АТФ- азасына цитокинин медиаторының әсерін
зерттеу мүмкіндігі туындайды [2]. Екінші реттік цитокинин гормоны бидай
дәніндегі ұрықтық емес бөлігінің плазматикалық мембранасындағы Н+АТФ-азасын
активтендірмейтіндігі белгілі болды. Осыған байланысты осы екінші реттік
цитокинин гормонының бидай дәнінің алейрон қабатындағы плазматикалық
мембрананың Н+ АТФ-азасына әсерін зерттеу қажет болды.
Осы себепті зерттеудің мақсаты: бидай дәнінің алейрон қабатындағы
плазматикалық мембрананың Н+ АТФ-азасының активтілігін жоғарылату.
Осы мақсатқа жету үшін алға қойылған міндеттер:
1. Цитокинин медиаторын бөліп алу;
2. Бөліп алынған цитокинин медиаторының бидай дәнінің алейрон қабатындағы
плазматикалық мембрананың Н+АТФ-азасының активтілігіне әсерін
қарастыру;
1.ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
Гормондар– тірі организмдердің тіршілігі үшін маңызы өте зор.
Организмдердің дамуы, өсуіндегі ең негізгі процестер гормондармен реттелуге
тәуелді. Гормондар жетіспеген жағдайда немесе артып кететін болса онда
организмді ауруға ұшыратады [3,4].
Яғни осы қызметтеріне қарап гормондарды-организмді реттеуші патшалық
деп айтуға болады. Өсімдік тіршілігін реттеуде өсімдік гормоны цитокининнің
маңызы зор [5]. Цитокининнің функциясы өсімдік онтогенезінің барлық
кезеңдерінен көрінеді. Цитокининді зерттеу аймағындағы жаңа жетістіктер мен
көріністерге кейінгі жылдары ғалымдардың қолы жетуде.
Цитокинин– клетка бөлінуін реттейді, хлоропластардың дифференцациясына
қатысады. Клетка бөлінуі үшін цитокининнің маңызы зор. Осы гормонның
сигналды трансдукция механизмі әлі анықталмаған. Кейінгі зерттеулердің
барлығы дерлік өсімдік фитогормондарының өсу процесіне, клетка бөлінуіне
әсерін зерттеу бағытында жүргізіледі. Фитогормондар клеткамен клетка, ткань
мен ткань, мүше мен мүше байланысқанда көптеген морфогенетикалық және
физиологиялық программаларды атқарады [6].
Фитогормондар өсімдік организміндегі заттардың мөлшеріне,
маңыздылығына, көбею ерекшелігіне, клетканың бөлінуіне, тыныс алуға,
қартаюға, зат алмасуға қатысады. Өсімдік тіршілігін реттеуде өсімдік
гормоны цитокининнің маңызы зор [7].
Цитокининнің функциясы өсімдік онтогенезінің барлық кезеңдерінен
көрінеді. Цитокининді зерттеу аймағындағы жаңа жетістіктер мен көріністерге
кейінгі жылдары ғалымдардың қолы жетуде.
1.1. Фузикокциндердің ашылуы мен химиялық құрылысы
Фузикокцинді (ФК) 1964 жылы италияндық ғалым Alessandro Ballio
Fusicoccum amygdale фитопатогенді саңырауқұлағының фитоитоксині ретінде
ашты. Бұл фитоксин жас миндаль ағаштарының жапырақтарының саңылауларын
ашқан да, осыдан соң олар жабылмаған [7,8]. Артық транспирация және тамыр
жүйесінің әлсіздігінің нәтижесінде жас ағаштар тез кеуіп кетеді, яғни
фузикокцин табиғи дексикант болып табылады. Профессор A.Ballio
лабораториясында осы фитотоксиннің құрылысы анықталынды (1-суретте
көрсетілген )
Фузикокциннің гибберлиндер сияқты табиғи терпеноидтарға
жататындығын Gronevald авторларымен бірге ескере отырып, гибберлиндер мен
фузикокциннің туыстығы туралы гипотезаны шығарды. Бұл екеуі де ауру
саңырауқұлақтардың дитерпеноидтары, метаболиттері болып табылады. Уақыт
өткен сайын гиббереллиндердің саны артуда. 1960-1980 жылдардын бері сол
сияқты фузикокциндердің де 15-ке жуық топтары белгілі болды. Олар А,В,С
символдарымен ажыратылады [9].
Жоғары сатылы өсімдіктерде фузикокцин тұқымдасына жататын
заттардың бар болуы туралы алғашқы мәліметтерді 1980 жылы Муромцев
қызметкерлерімен бірге тұңғыш рет баспадан басып шығарды. Кейін фузикоцинді
табу үшін жоғары қысымды сұйық хроматографта материалды алдын ала
фракционерлейтін хроматоспектрометрияны қолданды. Бастапқыда авторлар
Fusicoccum amygdale саңырауқұлағының културальды сұйықтығында фузикокцинді
метаболиттерді анықтаудың тәсілдерін ойлап тапты, ол газды хроматография
мен трисилил туындыларының масспектрометриялы аралас әдісі, мұнда
детектирлеу бірнеше таңдалған сипатталған иондармен жүзеге асады [10].
Авторлар фузикокцинді алу үшін жүгері собығын және орамжапырақ
жапырақтарын қолданды. Оларды этил спиртінде гомогенизирледі. Спиртті
экстрактыларды концентрлеп, концентратты хлороформмен экстрагирледі.
Хлороформды экстрактыны сұйық хроматографиядан өткізді. Алынған пикті
ізінше масспектрометриямен жүретін газ сияқты хроматографияға сынады.
Өсімдіктегі экзогенді А фузикокциннің құрамы 10-10-10-12М
құрады, бұл эндогенді гибберлиндердің құрамынан 2-3 есе төмен. Бұл жерден
жоғары сатылы өсімдіктерден табиғи фузикокциндердің препаратты мөлшерін
бөліп алу мәселесі күрделі екендігі анық болып отыр [11].
Кейінірек жоғары сатылы өсімдіктерден табиғи фузикокцинді бөліп
алудың тағы да бір мүмкіндігін осы авторлар қолға алды. Бұл жерде авторлар
фузикокцинді бөліп алудың обьектісі ретінде қарқынды өсуімен ерекшеленетін
трансформацияланған қына тамырларының культураларын пайдаланды. Бұл
обьектіні таңдап алу себебі төмендегідей, біріншіден фузикокциннің көзі
болып табылатын микроорганизмдер мен саңырауқұлақтардың зақымдану
мүмкіндігі толығымен болмады. Екіншіден, олардың қарқынды өсуіне байланысты
тамыр клеткаларының культурасын көп мөлшерде алуға болады [12].
1 сурет Fusicoccum amygdali Del. Фитопатогенді саңырауқұлағының
фузикокцин - фитотоксин формуласы (1964 жылы Ballio et all сипаттаған)
Тамыр клеткаларының культураларынан авторлар спиртті
экстрактыларды алды. Экстрактыларды вакуумның астында буландырып, су
қалдықтарын хлороформмен экстрагирледі, одан соң сулы және хлороформды
фазаларда фузикокциннің болуын анықтауды иммунды тәсілмен жүргізді.
Фузикокцин хлороформда болды, ал сулы фазада тек іздің мөлшері ғана болды,
ал бұл белок және қант қосылыстары сияқты рецепторлар мен антиденелердің
тиімді байланысуын тежейді. Фузикокцин сияқты заттарды тамырдың барлық
культивирлену кезеңінде тауып отырды (14 тәуліктен бастап). Тазартылған
тамырда өсірілген фузикокциннің максимальды құрамы 1кг тамырға 150н моль-ге
дейін құрайтынтындығы анықталды [11,13].
Алынған фракциялардың масспектрометрлі анализі мынаны көрсетті:
негізінен А типті фузикокцин болды, сондай-ақ берілген анализдер басқа
анықталынбаған фузикокциннің болу мүмкіндігін көрсетті. Зерттеулер
нәтижесінде эндогенді фузикокцинді идентификациялау қиын деген қорытындыға
Муромцев қызметкерлерімен тоқталды.
Алғашқы және негізгі идентифицирленген фузикокциндердің бірі А
фузикокцині болып табылады. Ол өз алдына гликозидті үш корбооксилді
дитерпендер, молекулалық салмағы 680 кД және формуласы С36Н56О12
ФК молекуласының агликонды бөлігі үш циклді жүйе болып
табылады. Бұл жүйе сегіз бұрышты және бес бұрышты сақинаны біріктіреді,
сонымен қатар ФК –нің молекуласының агликонды бөлігі тотығу кезінде
ацетилді топпен байланысады. ФК-нің 10 шақты түрі моно, ди, үш ацетаттар.
ФК басқа қатары өзгеше құрылысты болып келеді. Олардың 20-ыншы көміртегі
атомы тотықпаған. Әдебиеттегі мәліметтер бойынша фузикокциннің молекуласы
табиғатта кең таралған дициклопентан және циклооккандардың байланысының
туындысы болуы мүмкін деген тұжырымдар бар [14]. Мұндай құбылыстар
саңырауқұлақтарда, балдырларда, кейбір жоғары сатыдағы өсімдіктерде, тіпті
жануарларда (жәндіктерде) байқалған. Фузикокциндердің көптеген түрлері
әртүрлі организмдерден бөлініп алынған, мысалы: фузикоплагин С, анаденсин,
эпоксидилтимен,т.б. Циклопентанды, циклооканды байланыстары бар
терпеноидтар номенклатурасы бойынша фузикоккандар қатарына кіреді. Мұндай
фузикоккандардың байланысы транс–син-транс С20-көмірсутек ретінде белгілі
болған [14].
Фузикокцинді ары қарай зерттеу олардың физиологиялық,
биохимиялық қасиеттерінің алуан түрлі екенін көрсетеді. Бұл жағдай көптеген
өсімдіктердің өсуінде табиғи реттеуші екендігіне мүмкіндік береді. Көптеген
жоғары сатыдағы өсімдіктердің клеткалары, мүшелері, ұлпалары ФК көлемінің
ұлғаюына жауап беруге байланысы бар, сол сияқты саңылаулардың ашылуы,
ұрықтың өсуінің қарқыны, көбеюі, т.б. процестерге байланысы бар. ФК және ФК
заттар тұқымның өсуіндегі маңызды эндогенді реттегіш болып табылады деген
мәліметтер бар. Г.С. Муромцев лабораториясында ең бірінші рет
фузикокциндердің тұқымның ризогенезіне активті әсер ететіні анықталған.
Фузикокцин асбұршақ тұқымының өсуіне өте қызықты әсер көрсетті. Осылайша ол
котилидон клеткаларының өнуін стимулдап отырды да, бір жағынан осьтің
ұрықтарының өсуін тежеп отырды, бұл фузикокциннің полярлы әсері бар
екендігін көрсетеді [11,14]. Микроорганизммен зақымдалуына маңызды роль
атқарады, яғни фузикокцин бұршақ тұқымдастарда түйнектердің түзілуін
активтейтіні анықталды.
Фузикокцин жапырақтың бағаналы клеткаларымен көмірқышқыл газын
меңгеруін активтейді. Сондай-ақ фузикокцин Vigna angularis калеоптилінің
клеткалар апопластарындағы аскорбат концентрациясын реттейді.
Фузикокциндердің гормоналдық қасиеттерінің бірі–оның антистресстік
активтілігі. Г.С.Муромцев ФК–нің әртүрлі орта жағдайларында тұқымға әсер
етуін дәлелдеген. Өсімдіктер үшін ФК еш күмәнсіз маңызды да, күшті
антистресстік байланыс болып табылады . Муромцев қызметкерлерімен бірге
өсуге қолайсыз жағдайда тұқымдардың ұқсастығын фузикокцин арттыруға
қабілетті екенін көрсетті, мысалы: жоғары және төмен температураларда,
артық ылғалдануда, тұздануда және т.б. РАН өсімдіктер физиологиясы
институтының қызметкерлері тұқымдарды малу (0,68 мгл фузикокцин), қыстық
бидай, арпа, сұлыға шашырату (0,34 мгл фузикокцин) арқылы өсімдіктердің
аязға төзімділігін арттыратындығын көрсетті. Аязға төзімділіктің артуы
фотосинтетикалық аппараттың даму деңгейімен қанттың жиналуымен жақсы
коррелирленеді, сонымен қатар, клеткада эндоплазматикалық ретикулумның
дамуын жылдамдатумен де ерекшеленеді. Фузикокцин күрішті тұзданудан
қорғайтындығы, әртүрлі ауруларға картоп түйнектерінің тұрақтылығын
арттыратындығы көрсетілді. Фузикокцин өсімдік үшін ең күшті әсер ететін
антистресті қосылыстардың бірі болып есептелінеді [14,15]. Фузикокциннің
осмотикалық стреске бейімделу кезіндегі жағымды ролі анықталды.
Біз үшін фузикокциннің биохимиялық активтілігін зерттеу бойынша
деректер қажет. Тұңғыш рет 1977 жылы Alessandro Ballio қызметкерлерімен
бірге жүгері өскіндерінің ұштарынан бөліп алынған плазматикалық
мембранасынан фузикокцинді рецепторларды тапты. De Boer қызметкерлерімен
бірге Фк байланыстыратын белоктарды тазалауда арнайы аффинді сорбентте
тазалау әдісін ойлап тапты, бұл жерде активті топ ретінде биотинилирленген
фузикокцин тігілген [16].
Осы авторлар фузикокцин байланыстырушы белоктарды бөліп алуда
жұмыстар жүргізді. Richard G.Stout және Robert E. Cleland фузикокцинді
рецепторды зерттеу үшін фузикокцинге қарсы моноклональды антиденелерді
алды.
Фузикокцин үшін мүмкін рецепторлар берілген, олар фузикокцин
байланыстырушы белоктартың (ФКББ) екі типі. Бірінші типінің константты
диссоциациясы (Kg) шамамен 10-11М (жоғары аффинді ВА) болатын фузикокцинге
жоғары ұқсастығы бар, ал екінші типінің константты диссоциациясы (Kg)
шамамен 10-7М (төмен аффинді НА) болатын төмен ұқсастығы бар рецепторлар.
Тұңғыш рет осы рецепторлар жүгері калеоптилінің плазматикалық мембранасы
бар функциялардан табылды. Жұмыста белгіленген мембраналарда рецептордың
жоғары аффинді сайттары мөлшерінің төмен аффинділірге қатынасы - [ВА]
[НА] шамамен 1-ң 2-ге қатынасын құрайтындығы көрсетілген. Авторлар
фузикокцин әсеріннен тек жоғары афиндік сайттың байланысуы қатысады деген
тұжырымға келді. Мұндай көзқарастар кейінгі жылдары басымдылық таныта
бастады. Фузикокцин рецепторы ретінде жоғары аффинді сайттың қатысуы
фузикокцин байланыстырушы белоктан және Н+АТФ–азадан құралатын in vitro
жүйесінің реконструкциясы бойынша жұмыс істеген авторлармен болжамдалады
[17].
Көптеген оқшауланған мембраналарда төмен аффинді сайттардың аз
ғана мөлшері немесе жоқтығы бөліну процесінде олардың инактивациясымен
байланысты болуы мүмкін. Бұл жоғары аффинді сайтпен салыстырғанда төмен
аффинді сайттар байланысының үлкен лабильділігімен түсіндіріледі. Қазіргі
уақытта жоғары және төмен аффинді сайттардың қызметтік ролі туралы сұрақтар
зерттеу обьектісі болып отыр.
Жоғары аффинді фузикокцин байланыстырушы белоктарды зерттеуде
жақсы нәтижелерге қол жеткізді, олар бөлініп алынып сипатталынды. Бір
жағынан, бұл белоктар гетеродимерлер болып табылатындығы көрсетілді (әрбір
мономердің молекулалық массасы 30 кДа жақын) Бұл полипептидтердің сиквенс
бойынша мәліметтері сұлының тамырының, Commelina communis жапырақтарының
және жүгерінің калеоптилінің ФКСБ құрылымы бойынша белоктардың 14-3-3
класына жататын эукариоттардың көпфункциональды реттегіш белоктарымен
гомологты болып келетіндігі көрсетілді. Фузикокцин байланыстырушы белоктар
14-3-3 белоктар тұқымдасына жататындығы туралы De Boer-дің жұмысында
көрсетілген. 14-3-3 белоктар редуктаза нитратын ингибирлейтіндігі
көрсетілді, алайда бұл белоктардың фузикокцинмен байланысуынан кейін
редуктаза нитратының активациясы байқалды.
ФК Н+АТФ-азаның бірден бір активаторы болып саналады. Ол 14-3-3
белок регуляторымен байланысқан. Сондықтан да Н+АТФ-аза фузикокциндердің үш
құрылымды 14-3-3 белогымен байланысты болып келеді. Бұл белоктар эукариотты
организмдердің барлығында, ашытқы саңырауқұлақтардан бастап жоғары сатыдағы
өсімдіктерден және жануарларға дейін табылған. Бұл белоктардың қызметі ДНҚ
мен байланысқан транскрипция факторындағы протеинкиназаның активтенуіне
қатысады. 14-3-3 белогының рецепторлық қызметі әлі белгілі емес. Басқа
жағынан қарағанда, ФКСБ мембранада молекулалық массасы 90 кД болатын
полипептид ретінде , ал комплексте молекулалық массасы 30кДа болатын
полипептид екендігі туралы мәліметтер бар [17].
Фузикокциннің мембраналық эффектілері тез жауаптарға жатады
әдетте протондар шығуының стимуляциясы фузикокцинді қоса салысымен
басталады және лаг фазасы болмайды. Тез мембраналық эффектілермен қатар Фк
өсімдіктерде пролингирленуші, генерализдеуші болып әсер ете алады, ал бұл
оның гормональды қасиеттері үшін ұтымды. Басқа фитогормондар мен өсуші
регуляторға қарағанда (гибберлин) фузикокциннің 2-3 қатарға төмен дозасы
(10-20мгга) назар аудартады. Бабаков жұмысында ФК протеинкиназа
активациясындағы ролі қарастырылуда [18] .
Фузикокциннің клеткаларға әсері қызығушылық тудырады. Ең
алдымен ФК әсерінен клетка құрамының қышқылдануына қатыстығы туралы айтуға
болады. ФК сұлы калеоптилінің клеткасында протондардың шығуын реттейді
деген дерек зерттеу жұмыстарында тұңғыш рет көрсетілді. Аталған процестер
Н+АТФ-азаның қызметінің реттелуі кезінде немесе плазмалемманың ионды
каналдары арқылы иондар ағуының төмендеуі кезінде активтеледі. Шынындада
кейінгі мәліметтерге жүгінсек, ФК Н+АТФ-азаның активтілігіне де
плазмалемманың калий каналдарының өткізгіштігіне де әсер етеді [19].
Claudio Olivari қызметкерлерімен тұңғыш рет Н+АТФ-азаның Фк мен
активтелуі үшін тағы да басқа белоктың болуын қажет ететіндігін бекітті.
Claudio Olivari жұмысында фениарасин оксид Н+АТФ-азаның фузикокцинмен
активациясында спецификалық ингибитор болып есептелетіндігі дәлелденген.
Фузикокцин 14-3-3 реттеуші белокпен байланысу арқылы
плазматикалық мембранасындағы Н+АТФ-азаның активаторы екендігі анықталды,
осылайша Н+АТФ-азаның активациясы тек үштік комплекстің фузикокцин, 14-3-3
белок, Н+АТФ-азаның түзілуінде ғана мүмкін болады. Мүмкін, фузикокцинмен
активтенетін Н+АТФ-аза кальций ионына спецификалық болады да, кальций
ионының цитоплазмаға тасымалдануын жүзеге асырады. Бұл басқа жағдайлар үшін
өте маңызды [18,20].
Сұлтанбаев Б.Е. қызметтестерімен жүргізген А23187
антибиотигімен жүргізген жұмысы бидай дәнінің ұрықсыз бөлігіндегі НАДФ –
ГДГ активациясы үшін цитозольды Са2+-ң деңгейін реттеп отыруға болады деп
тұжырым жасады. Авторлардың цитозольды Са2+-ді реттеу бойынша жұмыстары
келесідей түрде өткізілді: ионоформен өңдеген ұрықсыз жартыларын 10мМ CaCL2
бар ерітіндіге орналастырды. Бұл кезде кальций ионофор түзген кальций
каналдары арқылы клетканың ішіне еркін өтті. Осылайша цитозольды Са2+-ң
деңгейі артып отырды. Басқа жағдайларда ионоформен өңделген ұрықсыз
жартыларды кальций байланыстырушы оселат ДГТА (этилен гликоль тетраацетат)
бар ерітіндіге орналастырды, цитозольды кальций клеткадан ағып шыға бастады
да цитозольды кальцидің деңгейі жасанды түрде төмендеді. НАДФ-ГДГ
активациясын эмбриональды фактордың көмегімен толығымен басып тастауға
болады, егер де ЭГТА-ң көмегімен цитозольды Са2+-ң деңгейін жасанды
төмендетсе, сол сияқты жасанды түрде цитозольды Са2+-ң деңгейін арттырса,
онда авторлар НАДФ-ГДГ активациясы ешбір факторсыз жүргендігін байқады.
Осылайша, бұл нәтижелер цитозольды Са2+ деңгейі ғана НАДФ-ГДГ
активациясы үшін анықтаушы екендігін көрсетеді. Алайда Сұлтанбаев
қызметкерлерімен клеткадағы кальций ионы деңгейінің жоғарылауын қамтамасыз
ететін механизмдерді зерттемеді.
Кальций ионының клетка ішіне келуін Са2+ спецификалық
транспортты АТФ-азаның көмегімен плазматикалық мембрана арқылы активті
ионды транспорт қамтамасыз етіп отыру керек екендігін дұрыс деп болжады.
Сол себепті плазматикалық мембраның протонды кальцилі АТФ-азасының
активациясына эмбриональды фактордың эффектілерін зерттеу маңызды
тәжірибелердің бірі болып отыр [21].
Барлық тірі клеткалар ішкі бөліктерді сыртқы ортадан бөлетін
жұқа қабықтан тұрады. Ондай қабық плазмалық мембрана деп аталады. Клетка
ішіндегі ядро, митохондрия, хлоропластар, гольджи аппараты, эндоплазмалық
тор, лизосома сияқты органеллаларды да жеке мембрана қоршап тұрады. Бұл
аталған органеллаларды плазма бөліктерінен (ферменттерден, метаболиттерден,
т.б.) мембрана бөліп тұрады.
Клетка өзінің тіршілігін қамтамасыз ету үшін үнемі сыртқы және
ішкі мембраналар әр түрлі заттарды тасымалдайды. Мембраналар заттар үшін
таңдаулы өткізгіш барьер болып табылады. Мембрана жартылай өткізеді, ол
арқылы молекулалар мен иондардың өтуі таңдамалы түрде іске асырылады және
ол белсенді түрде реттеліп отырылады. Көптеген заттар белсенді түрде
тасымалданып мембрана арқылы ішке енеді. Мембрана липидтерден, белоктардан
және көмірсулардан құралады, дегенмен оның негізгі бөлігі липидтер мен
белоктар. Клетка мембранасының құрамында белоктар бар. Олардың
кейбіреулерінің молекулалары липидтік биқабаттың сыртына орналасады, ал
белок молекулалары бүкіл мембрана құрамына енеді [19,20,22].
Плазматикалық мембраналар әр түрлі иондарды іріктеп тасымалдау
нәтижесінде клетканың ішіндегі сұйықтардың және сыртқы сұйықтардың
иондарының концентрациясының градиенті пайда болады. Бұл иондық
концентрация градиентінің нәтижесінде потенциал энергия пайда болады .
Тірі клеткаларда пассивті және активті транспорт болады. Пассивті
транспорт дегеніміз концентрация градиенті бойы немесе электрохимиялық
градиенті бойы заттардың тасымалдануын айтамыз. Пассивті транспорт
липопротеинді комплекс нәтижесінде түзілген арнайы каналдар арқылы (Na, K
және басқа каналдар) жүреді. Қанттар, амин қышқылдар және т.б субстраттар
арнайы тасымалданушылармен өсімдіктерде, бактерияларда және
саңырауқұлақтарда Н+ионымен, ал жануарларда Na+ионымен тасымалданады. Бұл
жердегі қозғаушы күш субстрат градиенті емес, иондардың градиенті болып
саналады.
Иондардың тасымалдануы электрохимиялық градиентке қарсы болса, оны
активті транспорт деп атаймыз. Активті транспорт АТФ энергиясын пайдалану
арқылы АТФ тәуелді ферменттердің көмегімен жүзеге асады. Белгілі АТФ-
азаларға К+, Na+, H+, Ca+ және анионды АТФ-азалар жатады.Н+ иондарының
активті транспорты НАДН, НАДНФ немесе басқа қышқылды қосындылардың редокс-
тізбегінің энергиясымен қамтамасыз етіледі. НАД(Ф)Н немесе АТФ энергиясын
пайдалану арқылы Н+иондарының тасымалдануы протонды помпа деген атауға ие
немесе оны Н+ помпалар, Н+насос деп атауға да болады[12,23].
Заттарды мембрана арқылы өткізу - барлық тірі клеткалар үшін аса үлкен
маңызы бар түйінді процесс. Қалыпты тіршілік кезінде клетка қоректік
заттарды, әртүрлі метаболиттерді сіңіруі және сонымен бірге өзіне қажетті
қосылыстарды бөліп шығаруы тиіс. Глюкоза, амин қышқылдары, май қышқылдары
сияқты ұсақ молекулалардан Н+,К+,Na+,CI- иондары плазмалық мембранада
өткізуге көмектеседі. Н+,К+,Na+ иондарын активті түрде алып өтуге қатысатын
К+,Na+- насосы белгілі бір белоктың - мембраналық ферменттің әрекетімен
байланысты. Бұл ферменттің белсенділігі клетка ішіндегі Na+
концентрациясының және клетка сыртындағы К+ концентрациясына байланысты.
Бұл екі ион сонымен қатар сутегі ионы да мембрананың екі жағында орналасуы
қажет. Осыған байланысты К+,Na+ насосының жұмысына жауап беретін
мембраналық фермент Н+АТФ-аза деп аталады. Бұл фермент өз белсенділігін
Mg2+ қатысында активтенеді [24].
АТФ молекуласы гидролизденген кезде мембранадағы каналдар арқылы үш
Na+ ионы клеткадан сыртқа шығады және екі К+ионы сырттан клетка ішіне
енеді. Мембрананың екі жағындағы иондар концентрациясының әртүрлі болуы
осылайша орындалады. АТФ-аза ферментін клетка ішінде осы иондар
белсендіреді. АТФ ферменттің активті орталығымен байланысады да
цитоплазмадан үш Na+ ионынын өзіне қосып алады. Осының әсерінен АТФ
гидролизденіп, АДФ және Н3PO4 ыдырайды. Бұдан кейін АТФ аза ферменті АТФ –
тан бөлініп шыққан фосфор қышқылы есебінен фосфорланады. Фосфорлану белок
пішінін өзгертеді, каналдар ашылады да, олар арқылы Na+ иондары мембрана
сыртына шығады. Na+ ионынан босаған фосфорланған белокқа клетка сыртындағы
ортада екі калий ионы қосылады, содан кейін гидролиз жолымен фосфат
белоктан бөлінеді. Бұның нәтижесінде белок пішіні қайта өзгереді де, ол
бастапқы пішініне қайта келеді, клетка ішіндегі канал ашылады да, К+
сорылып клеткаға енеді [7,25].
1.2. Өсімдіктердің катионмен белсендірілген АТФ-азалары
Қазіргі кезде өсімдік және жануар клеткаларында жоғары ионды
градиенттерін құрастыруда электрохимиялық градиентке қарсы ион тасымалдаушы
белсенді механизмдер қатысады. Сонымен қатар белсенді тасымалдаудың
негізін, иондарды және энергияны тасымалдау процесіне қатысатын АТФ - азды
ферменттік жүйе құрады деген мәліметтер де бар. Шаянның перифериялық жүйке
жүйесінен бір валентті катионмен активтенген АТФ-азаны Скоу ашқаннан кейін,
осы типті ионды активті байланыстыратын фермент жануарлардың әртүрлі
ұлпаларынан табылған.
Na- K- H+АТФ-аза сол сияқты өсімдік клеткаларынан да табылған. Оның
тамыр ұлпаларында кездесуі және тамырдың сыртқы клеткасының
плазмадесмаларында жинақталуы, осы ферменттік жүйе катионды тасымалдау
процесіне қатысады деген болжам жасауға мүмкіндік береді. Алайда,
жануарларға қарағанда тасымалдау процесінің АТФ-азды жүйемен белсенді
байланыстылығын көрсете алатын тікелей тәжірибелік мәліметтер жоқ. Сонымен
қатар осы уақытқа дейін жануар клеткасындағы ферменттерге ұқсас АТФ - аза
өсімдік клеткаларында да жоқ деген көзқарастар болған.
Өсімдік клеткасындағы АТФ-азаның қасиеттері мен оның өсімдік
клеткасында жинақталуын зерттеу барысында, бұл ферменттік жүйесінің иондық
құрамы мен ортаның рН-на өте сезімтал екені анықталған. Сезімталдық
қасиетін зерттеу барысында оның активтілігінің субстратқа, активаторға,
ингибиторға және басқа да жағдайларға байланысты екендігі анықталған.
Осыған орай АТФ-азаның көп болуының себебі ферменттің жоғарғыдағыдай
модификациясы, олардың қатысуымен жүретін процестерді реттеуші механизмі
болуы мүмкін деген болжамдар жасалған. Сондықтан да АТФ-азаның бір валентті
катиондарды тасымалындағы активтілігі үшін арнайы жағдайлар жасалған. Соған
байланысты бүтін өсімдіктерге физиологиялық тәжірибелер жүргізілген. Бұл
тәжірибелерде қоректік ортаның иондық құрамын өзгерте отырып, сәйкес келуші
АТФ-азаның немесе оған ұқсас фермент модификациясының белсенділігін
туғызуға бағытталған [20,26].
Клетка мембранасы арқылы иондардың белсенді тасымалдануын түсіндіру
үшін қазіргі кезде өзіндік қасиеті бар тасымалдаушы- фермент кеңінен
қолданылуда. Жүргізілген зерттеу жұмыстарының көпшілігі К+, Na+ және Н+
иондарының транспорты жануарлар клеткасының мембранасынан табылған өзіндік
қасиеті бар тасымалдаушы АТФ-аза белсенділігімен тығыз байланысты
екендігін көрсетеді. АТФ-азаның негізгі белгілеріне Mg+ бар жерде К+,Na+
және Н+ иондарымен белсенділігінің жоғары болуы жатады. АТФ-азаның
тасымалдау жүйесі әмбебапты болып келеді және тек жануарлар клеткасында
ғана емес өсімдіктер клеткасында да қызмет атқарады. Өсімдіктер клеткасында
АТФ-азды белсенділік табылғанымен олардан тасымалдаушы АТФ-азаға тән
белгілер табылмаған. Бірнеше жұмыстардың жүргізілуі барысында ғана
өсімдіктер АТФ-азасы катионға тәуелді екені анықталған. Әртүрлі авторлардың
мәліметтері бойынша жануарлар клеткасындағы АТФ-аза әсересе мембрана
бетінде белсенді болған. Сондықтан да өсімдік клеткасының мембраналарының
үстінде орналасқан АТФ-азаның өзіндік қасиеті мен белсенділігін анықтау
қызығушылықты тудырады. Бірақта өсімдіктерден беттік мембраналарды бөліп
алу әлі күнге дейін мүмкін болмай отыр. Егерде ұлпаларды плазсмолизсіз
гомогендейтін болса, онда клетка қабырғасының фракциясы беттік мембранаға
бай болады деген болжам бар [19,27].
1.3. Цитокинин медиторын тазарту және оның бидай тамыры өскіндерінің
плазматикалық мембранасының Н+АТФ–азасына әсерін зерттеу
Цитокинин медиаторы деп аталатын цитокининнің екіншілік гормоны
зерттелінген. Цитокинин медиаторының сипаттамалары: ол цитокининге
қарағанда 100-1000 есе аз концентрацияда әсер етеді, фузикокциндерге
қатысты арнайы қасиеттерге ие, сонымен бірге ол бидай тамыры өскіндерінің
плазматикалық мембранасының Н+АТФ-азасының белсенділігін арттырады. Маңызды
фитогормондардың бірі – цитокининнің сигналдық трансдукциясы әлі толығымен
анықталмаған. Осының барысында цитокининнің екіншілік гормоны туралы сұрақ
туындайды. Осыған қатысты бидайдың өнген тұқымынан цитокинин медиаторы
табылды. Бұл медиатор бидай тұқымының өніп жатқан ұрығында цитокинин
әсерінен кейін пайда болады [16,22,28]. Цитокинин медиаторының ерекше
қасиеті – бидайдың құрғақ тұқымының алейрон қабатындағы НАДФ-ГДГ-ны
белсендіру. НАДФ-ГДГ-ны барлық гормональды заттардың ішінде тек фузикокцин
белсендіретіні көрсетілген. Сонымен бірге тазартылған цитокинин медиаторы
деп белгіленген фузикокцин жүгері өскіні тамырының сыртқы мембрана
рецепторларымен байланысуын тежейді. Фузикокцин мен цитокинин медиаторы
арасындағы жақын қатынасты дәлелдейтін қосымша мәліметтер алуға тура
келеді. Бұл жоспарда фузикокциннің өсімдік клеткасының плазматикалық
мембранасының Н+АТФ–азасын белсендіретін қасиеті бар екені белгілі болды.
Осы себепті бидай өскіндері тамырының плазматикалық мембранасының Н+АТФ-
азасына цитокинин медиаторының әсерін зерттеу мүмкіндігі туындайды.
Цитокинин медиаторының фузикокцинге қатынасы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz