Астық тұқымдастар дәндері амилазаларының қасиеттері мен ерекшеліктері

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 30 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ

ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Биология факультеті

Биотехнология, биохимия, өсімдіктер физиологиясы кафедрасы

Бітіру жұмысы

БИДАЙ ТҰҚЫМДАРЫНДАҒЫ АМИЛАЗАНЫҢ МОЛЕКУЛАЛЫҚ ФОРМАСЫН ЗЕРТТЕУ

Орындаған 4 курс студенті Балтабекова М. Ж.

(қолы, күні)

Ғылыми жетекшісі

б. ғ. д., профессор. Кенжебаева С. С.

(қолы, күні)

М. Ә. Айтхожин ат. МБ және БИ,

Астық тұқымдастар биохимиясы

лабораториясының меңгерушісі,

б. ғ. к., Хакимжанов А. А.

(қолы, күні)

Норма бақылаушы

б. ғ. к., ассистент Оразова С. Б.

(қолы, күні)

Кафедра меңгерушісінің рұқсатымен қорғауға жіберілді

б. ғ. д., профессор Карпенюк Т. А.

(қолы, күні)

Алматы, 2010

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ . . . 3

1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ. . . . . … . . . 4

1. 1 Бидай амилазаларының биологиялық маңызы . . . 4

1. 2 Бидай амилазасы және нан сапасы . . . ……. . 5

1. 3 Астық тұқымдастар дәндері амилазаларының қасиеттері мен ерекшеліктері . . . 7

1. 4 α-амилаза изоферменттерінің құрылымдық-функционалдық ерекшеліктері . . . … . . . 9

Тұқымдағы α-амилаза синтезінің локализациясы ……… . . . . . . 11
α-амилазаның биосинтезі . . . . . . 12

1. 7 Амилаза белсенділігінің түрлі факторлар әсерінен өзгеруі

1. 7. 1 Температураның әсері . . . 13

1. 7. 2 Бидай ұрықтарының тыныштық пен өну процестерін фитогормональды реттеу . . . 14

1. 7. 3 ГҚ, АБҚ гормондарының және қанттардың алейрон қабаты мен ұрық щитогындағы α- және β-амилазаларының индукциясына әсері . . . 15

1. 7. 4 Амилазалар реттелуінің басқа жолдары . . . ……15

1. 8 Амилазаның молекулалық түрлерін зерттеу

1. 8. 1 β-амилаза белсенділігінің дамуы мен бидайдың өніп жатқан өркен ұлпаларындағы полиморфизм . . . …. 17

1. 8. 2 Дамып жатқан бидай дәндеріндегі екі антигендік ерекше β-амилазаларды анықтау мен сипаттау . . . ……… . . . 18

1. 8. 3 Бидайдың β-амилазаcының изозимдік әртүрлілігі . . . ……18

ЗЕРТТЕУ ОБЪЕКТІСІ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ2. 1Зерттеу объектісі . . . 192. 2 Амилаза белсенділігін анықтау әдістері

2. 2. 1 Йод крахмалды әдіс . . . 19

2. 2. 2 Электрофорез әдісі . . . 19

2. 2. 3 Изоэлектрофокустау . . . 19

3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛДАУ

3. 1 Бидайдың тыныштықтағы дәндегі компоненттік құрамы мен α- және β-амилазаларының изоферменттік құрамының белсенділігі мен өзгерісінің динамикасын зерттеу20

Амилаза активтілігіне фитогормондар мен әр түрлі қанттар әсерін зерттеу . . . 23

ҚОРЫТЫНДЫ . . . 26

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ . . . 27

КІРІСПЕ

Амилаза (amylum - крахмал) - крахмал, гликоген және олардың толық емес ыдырау өнімдерінің (декстриндер мен олигосахаридтер) гидролизін көміртектің 1-ші және 4-ші атомдары арасындағы глюкозидті байланыстарын ыдырату жолымен катализдейтін ферменттер. Көмірсулар катаболизмінің негізгі ферменттері болып табылады. Полисахаридтерге әсер ету сипаты бойынша α-, β-, γ-амилазалар: α-амилазалар жануарлар, өсімдіктер және микроорганизмдерде кездеседі, оның әсерінен полисахаридтер олигосахаридтерге дейін ыдырайды, оның қатысуымен жүретін реакцияларында негізінен декстриндер түзіледі. α-амилаза әлсіз қышқыл қасиеттерге ие. Са ²⁺ пен Cl ^- оны белсендіреді. β-амилазалар жоғарғы өсімдіктерге тән, полисахаридтер молекулаларының сыртқы тізбектерінен мальтоза дисахаридін бөліп тастайды (отщепляет), яғни мальтозаның және үлкенмолекулярлы декстриндердің түзілуін катализдейді, γ-амилазалар - глюкоза моносахаридін алып тастайды. Әдетте полисахаридтер гидролизі әр түрлі амилазалардың біруақытты қатысуымен жүреді. Арпа өніп, өсіп шыққан тұқымдарының вытяжкасы әсерімен крахмалдың қанттануын (амилазалардың ферментативті әсері) алғаш рет орыс академигі К. С. Кирхгоф (1814) бейнелеген [1] . Француз ғалымдары А. Пайен мен Ж. Персомен [1] солод вытяжкасынан бөлініп алынған амилазалардың тазаланбаған комплексі - диастаз ферментативті препараттың алғашқысы болды. Кейбір амилазалар кристалды түрде алынған. Амилазалар ағзалардың әр түрлерінде спецификалық болып келеді. Олардың физиологиялық рөлі клеткалардағы полисахаридтер қорының мобилизациясы (мысалы, тұқымның өнуі кезінде) болып табылады. Ас қорыту процесі кезінде де олардың маңызы зор: амилазалар адамның және жануарлардың сілекейі мен ұйқы безі шырынында болады. Микроорганизмдер крахмалды пайдаланып, амилазаны сыртқа шығарады. Спирт пен нан пісіру өндірісіндегі крахмал заторларын қанттандыру үшін зең саңырауқұлақтары мен бактериялардан алынатын α-амилазалар қолданылады; крахмалдан глюкоза өндірісінде глюкоамилаза препараттары қолданылады [1] .

Экзо- немесе β-амилаза бидай, арпа сияқты астық тұқымдастарының өніп жатқан тұқымдарының негізгі крахмал ыдыратушы потенциалын құрайды. Пісіп жетілген тұқымдағы энзимнің алғы заты көбінесе өну кезіндегі ерігіш, белсенді гидролаза сияқты байланысқан зимогенді формадан бөлініп алынды [2] . Крахмал деполяризация реакцияларының инициациясына жауапты болып есептелетін α-амилазаның синтезімен параллельді β-амилаза өніп жатқан дәндерде орын алатын крахмалдың үлкен ыдырауында маңызды синергисттік рөл ойнайды деп күтілуде. Дегенмен, β-амилаза белсенділігінің бұл процесс үшін маңыздылығы немесе қажеттілігі әлі анық емес. β-амилаза белсенділігі бойынша жоғары дефицитті арпа дәндері эффективтірек дамыды [2] және арпаның кейбір жабайы линияларында өнуші тұқымдарында β-амилаза белсенділіктері онша маңызды болған жоқ. Арпа дәндері β-амилазасы in vitro-да крахмал гранулаларының гидролизінде де маңызды үлес қоспайтыны туралы қорытындыға әкеледі [2] .

1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ

1. 1 Бидай амилазаларының биологиялық маңызы

Амилазалар - көмірсулар метаболизмінің ең маңызды ферменттері - жоғарғы өсімдіктерде кеңінен таралған, әсіресе астық тұқымдастарда көп кездеседі. Бұл ферменттер қор полисахариді - крахмалды ыдыратып, оны клетканың тіршілік процестеріне қатысатын жеңіл сіңетін қанттарға айналдырады. Амилазаның пісіп жетілудегі және әсіресе өсімдіктің тұқымдарының өнуіндегі биологиялық маңызы ерекше зор. Сонымен бірге тамақ өндірісіндегі технологиялық процестердің бірқатары өзінің негізінде астық тұқымдастарының бұл ферменттерінің әсерінен крахмалдың гидролитикалық айналуына ие.

Өніп жатқан дәндегі биохимиялық процестердің негізгі бағыты эндоспермде жинақталған жоғарымолекулалық қосылыстардың интенсивті гидролизі, оларды дамып жатқан өркенге қол жетімді еріген қалыпқа айналдыру болып табылады. Сонымен бірге тұқымның тыныс алудағы газалмасу жоғарылайды. Өніп жатқан дәнге тән ерекшеліктердің бірі өнудің көзге көрінетін белгілердің пайда болуына дейін жиі байқалатын барлық гидролазалар мен оксидоредуктазалардың белсендіктерінің жоғарылауы болып табылады. Бұл ерекшеліктермен өнген бидайдың біріншіден нан пісу мен технологиялық қасиеттерінің өзгеруі анықталады.

Астық тұқымдастарындағы амилаза белсенділігінің өзгеруіне маңызды көңіл бөлінді. Бұл классикалық болып кеткен А. И. Опарин (1945) мен А. И. Бахтың (1950) зерттеулері.

Соңғы кезде орындалған жұмыста белсенді α-амилазасы жоқ дәндердің өнуге қабілеттілігі мүлдем болмайтыны көрсетілді β-амилазаның α-амилазаға қарағанда дән өнуіндегі рөлі төменірек. Бұл түсінікті де, өйткені α-амилаза гидролизінің өнімдері өркен ұлпаларының түзілуіне кететін қарапайым қанттар да болуы мүмкін. Өніп жатқан және дамып жатқан дәндегі, күріштің әр түрлі популяцияларының корешоктарында амилаза белсенділігінің динамикасын зерттегенде өсімдіктердің ұзындығы мен бұл ферменттердің белсенділіктері арасындағы корреляциясы анықталды. Күріш, бидай және тритикале үшін амилаза белсенділігі мен пісіп жатқан дәннің арасындағы кері байланыс дәлелденді.

Дәндердің өну қабілеттілігінің жоғалтуының негізгі себебі ұзақ сақталу болып табылады. Тритикале мен жүгері дәндерінде ұзақ сақтау α- мен β-амилазаларының инактивациясына көмектесетіні анықталған. Бұл көрсеткіштердің арасында анық кері байланыс көрсетілген, сақтау мерзімі қаншалықты көп болса, дәннің амилаза белсенділігі мен тіршілік қабілеттілігі соншалықты аз болады.

Дәннің биологиялық сапасының, оның тіршілікке қабілеттілігінің құрылуындағы амилолитикалық ферменттердің, әсіресе α-амилазаның үлкен рөлі анық көрінеді.

1. 2 Бидай амилазасы және нан сапасы

Бидай амилазалары қамыртану мен нан пісіру процесінде айрықша маңызға ие. Қамыр ашудың алғашқы этаптарында ашытқылар ұндағы бар қанттарды ашытады деп саналады. Дегенмен, процесс соңына дейін жүру үшін олар жеткіліксіз. Бұнда негізгі рөлге амилазалардың крахмал гранулаларына әсерінен түзілетін мальтоза ие. Егер ұн төмен амилолитикалық белсенділікке ие болатын болса, ұнда мальтозаның жеткілікті мөлшері болмайды, ашу қажет болғандай интенсивті өтпейді, нан тығыз жұмсағымен, солғын түсті қыртыспен, яғни төмн сапалы болып шығады.

Қазақстан аудандарының бірқатарында өсірілген бидай дәндеріне α-амилазаның тамырда өніп кетуіне байланысты жоғары белсенділігі жиірек тән болады. Бұл үлгілердің дәндерінен шикіпісірілген жабысқақ жұмсағы бар, төмен қасиетке ие нан алынады. Жоғары және өте жоғары амилаза белсенділігі өнім қалыптасуына қолайсыз жылдары, әсіресе Батыс Еуропа мен Ұлыбританияның климаттық жағдайларында, сонымен қатар Қазақстанның орталық, Солтүстік және Шығыс аудандарында алынған бидайға тән. Пісіп жетіліп жатқан бидайдағы амилазаның шектен тыс жоғары белсенділігі «пісіп жетілу» амилазасымен шартталған және тамырдағы өну эффектісімен байланысты. Солтүстік-Батыс Еуропаның бірқатар елдерінде өнімнің жинау алдындағы өнуден қарабидай мен бидай дәндері сапасының төмендеуінен тиетін зиян өнімнің жартысына жуық жоғалтуына тең. Қазақстанның жаңбыр деңгейі жоғары аудандарда және сақтаудың қолайсыз жағдайларында жиі пісіп жетілу периодының соңында дәннің колоста өнуі байқалады.

Бұндай дәннен жасалатын ұнның нан пісіру қасиеттерінің төмендеуінің тура себебі - «өну» α-амилазасының және кейбір протеиназалардың формаларының синтезі. Дәннің жетілу периодындағы жоғарғы ылғалдылық бұл изоферменттер типінің синтезін бақылайтын гендердің белсенділігіне әкеледі. Декстриндер мен қанттардың жоғары құрамына әкелетін крахмал гранулаларының белсенді гидролизі жүреді, ал бұл нан жұмсағының тәттілеу дәмі мен жабысқақ консистенциясын түсіндіреді. «Өну» α-амилазасы астық тұқымдастар сорттарын жинау алдындағы өнуге тұрақтылығын бағалайтын өте ыңғайлы тест болды. Бұл бағыттағы жақсы зерттеулер Швецияда Дж. Мак-Кеймен жасалды. Сорттардың жинау алдындағы өнуге тұрақтылығы генетикалық шартталғаны екені анықталған және де бұл осы белгіге бағытталған селекцияны жүргізуге мүмкіндік береді.

Қазіргі кезде жинау алдындағы өнуге тұрақтылыққа селекция құрылған бастапқы материалды бағалаудың тез және сенімді әдістер арқасында эффективті болды. Әдістер негізінде - дәннің тыныштық пен α-амилазаның белсенділік фазалардың арасындағы байланыс. Технологиялық лабораториялар практикасындағы амилаза белсенділігін бағалаудың жанама әдісі кеңінен таралған - инкубатпен толтырылған цилиндр бойымен поршеньнің түсу жылдамдығы арқылы. «Түсу санының» көрсеткіштері ұн суспензиясы тұтқырлығының төмендеу жылдамдығына тәуелді және α-амилазаның белсенділігімен корреляцияланады. α-амилазаның белсенділігі мен «түсу саны» арасындағы Хагберг бойынша корреляцияны бірқатар ғалымдар зерттеген. «Түсу саны» мен α-амилаза белсенділігі арасында корреляцияның сорттық спецификалығы көрсетілді. α-амилаза белсенділігі мен тамырдағы өнуге тұрақтылық арасындағы корреляция бойынша жеткілікті деректер жиналды. Өнуге тұрақтылықты шарттайтын генотиптік айырмашылықтар ең алдымен үлгінің гиббереллин қышқылына сезімталдығымен бейнеленеді. Бұл зерттеулер өнуге тұрақтылыққа селекцияны өткізуге мүмкіндік берді. Бидайдың тұрақты және тұрақсыз формаларын будандыстарғанда төмен α-амилаза белсенділігі доминантты белгі болып табылады. Соңғы жағдай М. Д. Джейл Ұлыбританияда өсірілетін бидай үлгілерінде өткізген зерттеулер дәлелдейді. Жинау алдындағы өнуге ұшыраған дәннің гидротермиялық өңдеу α-амилазаны біршама басуға мүмкіндік береді. α-амилаза белсенділігін басудың бір жолы бұл белоктың трансляциясының ингибиторы болып қызмет атқаратын абсциз қышқылын енізу болып табылады. Сонымен бірге абсциз қышқылы өзінің әсерімен аллостериялық ингибиторларға ұқсас келеді деген пікір де айтылады, α-амилаза белсенділігінің толқулары дәннің дамуының түрлі стадияларындағы фермент, абсциз қышқылы мен крахмалдың өзара әсерлесуінің түрлі кезектіліктің нәтижесі болуы мүмкін. Хобулин қышқылы мен таратанниннің α-амилаза синтезіне әсерін зерттеу дубильді заттарды гиббереллиндермен индуцирленген белсенділіктің табиғи реттегіштері ретінде қарастыруға мүмкіндік береді.

«Түсу санының» нан көлеміне әсерін зерттеп, Р. Олеред нан көлемі «түсу саны» мәнінің 150сек-тан төмен азаюымен азаяды да, бұл қамырдың физикалық қасиеттерінің өзгеруіне әкеледі. Дж. Кругер мен К. Типплес амилограммалар сияқты «түсу санының» көрсеткіштері де бидай дәнінің α-амилаза белсенділігінің деңгейін сипаттай алады деген қорытынды жасады.

Селекция-генетикалық және биотехнологиялық мақсаттарға α-амилазаның тез және нақты анықтаудың үлкен маңызымен байланысты жеткілікті сенімді деректерді алуға мүмкіндік беретін әдістер құрылуда. «Түсу санының» 240-тан 460сек-қа дейінгі мәні бар дәннің α-амилазасын анықтау үшін анализатор құрылды. Жинау алдындағы өнудің мәселесі фермент синтезінің индукциясымен ғана емес, сонымен қатар піспеген тұқымдардағы қалдық белсенділікпен, яғни латентизация процесінің бұзылуымен де шартталады.

Келтірілген әдебиет деректерінен шетелде астық тұқымдастарының дәнінен жасалатын өнімдердің сапасына жоғарғы амилаза белсенділігінің зиянды әсерін алдын алу әдістерді құру бойынша интенсивті биохимиялық, биотехнологиялық, технологиялық және селекциялық зерттеулер өткізіліп жатқаны айқын көрінеді. Өкінішке орай, біздің елде қазіргі уақытқа дейін бұл мәселеге жеткілікті назар аударылмады.

Әдебиетке шолу деректері астық тұқымдастары амилазаларының қасиеттері, ерекшеліктері және реттелуіне берілген маңызды көрсетеді. Бұл зерттеулерді өткізудің тәжірибелік қажеттілігі көрсетілді. Ерекше назар дау туғызатын және аз зерттелген мәселелерге аударылған. Төменде келтірілген эксперименталды материал олардың кейбіреуін көрсетеді, бұл өз кезегінде осы зерттеуді өткізудің өзектілігі мен қажеттілігін негіздейді [3] .

1. 3 Астық тұқымдастар дәндері амилазаларының қасиеттері мен ерекшеліктері

Амилазалар декстриндер мен қанттардың түзілуімен жүретін крахмал гранулаларын ыдырататын тұқымның негізгі биокатализаторлары болып табылады. Бұндағы басты рөлге крахмалдың нативті гранулаларын ыдырату қабілеті бар α-амилаза (1, 4-глюкан-4- глюкогидролаза) ие. α -амилазалық гидролиздің өнімдері β-(1, 4-глюкан-мальтогидролаза) мен γ-амилазалар әсерінен қарапайым қанттарға айналады. Гидролазалардың бұл тобына көңіл бөлушілік ферменттердің тұқым сапасының биологиялық және технологиялық бағалау көрсеткіштерінің қалыптасуындағы маңызымен байланысты.

Крахмал гидролазаларының активтілігі ұрықта орын алмайды, ол өніп жатқан тұқымның перикарпында, крахмалды бөлігі - эндоспермде, алейрон қабатында, щитогында шоғырланған. Тыныштықтағы тұқымда β-амилаза щиток пен алейрон қабатымен бірге белоктық денешіктерде бидай дәнінің қор белоктар кешенімен бірге орналасады. Егер тыныштықтағы тұқымның β-амилазасы анатомиялық бөліктерінің барлығында (ұрықтан басқа) орналасса, ά-амилаза эндосперм бөлігінде табылмаған. Оның өніп жатқан тұқымдағы негізгі синтез орны - щиток пен алейрон, процесс щитокта басталып (суға салып қойғаннан кейін 2-6сағаттан кейін), одан кейін алейронға орын ауыстырады. β-амилаза, щитокта синтезделіп, пісіп жетілу кезінде түзілген және крахмал гранулалары мен белоктық денешіктермен ассоцияланған ферменті бар эндоспермге секреттеледі.

Бидай тұқымындағы крахмал гидролазалары алейрон қабаты клеткаларында орналасып, жануарлар ұлпаларының лизосомалары сияқты мембранды қоршауға алынған. Бидайдан бөлініп алынған α -амилазаның 80%-ынан артық, ал арпаның - 50%-ынан артық белсенділігі центрифугалаудың жоғары жылдамдығында тұнатын алейронның клеткалық фракциясымен байланысты екені анықталды. Ферменті бар мембраналық органеллалар (лизосомалар) эндоплазмалық ретикулуммен ассоцияланғаны көрінеді. Бұл жүйе - α -амилаза мен протеаза сияқты гидролитикалық ферменттердің синтезі мен қорының орны деп тжырымдалады.

Соңғы жылдары α -амилаза синтезінің механизмдеріне аса үлкен көңіл бөлінуде. Бұл ферменттің тұқымның қалыптасуындағы үлкен рөліне байланысты. Т. Okyta қызметкерлерімен [4] бар деректерді біріктіріп, α -амилазаның молекулалық салмағы секреттелетін формадан 1, 5кДа-ға артық алғы заты бар деген «дабылды» гипотезаны ұсынды. Алғы заты ретіндегі экстрасегмент (дабыл) рибосомалардың ретикулум мембранасымен байланысуына және фермент транспортына көмектеседі(способствует) . Амилаза алғы затының күріш щитогының микросомаларында түзіледі. Алғы заттың ыдырауы мен оның гликолизденуі жүреді. Арпаның алейрон қабаты клеткаларынан α-амилаза синтезі үшін поли(А) -бай мРНҚ-матрица бөлінген. Сонымен қатар мРНҚ-ның молекулалық массасы анықталған - 5, 8х10 ² кД және бидай ұрығы мен ретикулоциттер лизаттарынан тұратын жүйелердегі оның «жұмыс істеу қабілеттілігі» көрсетілген. Бидай тұқымдарының α -амилазалары үшін мРНҚ мембранды байланысқан тотальды фракциясынан in vitro синтезделген α -амилазаға антиденелермен бөлініп алынған. α -амилаздық мРНҚ РНҚ-ң жалпы мөлшерінен 5-10% құрады, оның молекулалық массасы 5, х10 ² кД. Астық тұқымдастары α-амилазасы биосинтезінің негізгі индукторы гиббереллин қышқылы болып табылады.

Осылайша, келтірілген әдебиетке шолудан астық тұқымдастар дәндерін- де α -амилазаның үш түрі бар екені көрінеді: синтезделетін, секреттелетін және латентті (немесе латенттіден активтенетін) . Бидайдың пісіп жетілу кезеңіндегі ферменттің латентизация мен оның өну процесіндегі активациясы механизмдері аз зерттелген. Жоғарыда айтылып кеткендей, астық тұқымдастар дәндеріне мембраналық құрылымдарымен әсерлесуі кезінде оның инактивациясы тән. Одан басқа, бидай дәндерінде фермент активтілігін реттеуге арналған α -амилазаның жоғары спецификалық белоктық ингиби- торлары бар екені анықталды. Бұл белок өте жоғары спецификалыққа ие - басқа астық тұқымдастар амлазаларын тежемейді. Оның синтезі абсцисс қышқылы бақылауында екені анықталды. Гиббереллин қышқылы ά-амилазаның синтезін активтендіріп, ингибитордың жаңадан түзілуін тежеген. Ингибитор-белогы алейрон қабатында орналасады. Дамып жатқан бидай дәндерінде α -амилаздық белсенділігін реттеудегі ингибитор белогының маңызды рөлі анықталды.

Бидай мен тритикале дәндеріндегі α-амилаза молекулалары құрылымында ферменттің крахмал гранулаларымен ассоциациясына жауап беретін байланысу орталығы бар. Егер ол мөлшері жағынан мальтотиозадан үлкен декстриндер немесе олигосахаридтеріне толы болса, фермент ерігіш крахмалдың гидролизіне бастапқы қабілеттілігін сақтайды, бірақ полисахаридтің нативті гранулаларымен байланыспайды және оларды гидролиздемейді. Бұндай орталықтар «пісіп жетілу» де, «өну» де α-амилазаларына тән. Келтірілген деректер дәндердегі амилаздық белсенділікті реттеу механизмдерінің көптүрлілігі туралы куәләйды.

α- мен β-амилазалардың функционалды және молекулярлы гетерогенділігі туралы сұрақ ерекше көңіл аудартады. Арпа, ячмень, бидай α -амилазасы компоненттерінің қасиеттерін зерттегенде, шын α - мен β-амилазалардың арасында аралық қасиеттерге ие ферменттердің өзіндік тобы бар деген қорытындыға келуге болады. Жоғарыда белгіленгендей, өніп жатқан бидай дәндерінде «пісіп жетілу» және «өну» α-амилазасын айырады. «Өну» амилазалары - термотұрақты, жоғары активті ферменттер, ал «пісіп жетілу» амилазалары термолабильдірек, әлсіз гидролитикалық қабілеттілікке ие. Біріншілері (amy-1) 6-шы хромосома локустарымен, ал екіншілері (amy-2) - 7 -ші хромосомамен бақыланатыны көрсетілген. Амилазалардың бұл топтары әр түрлі сорбталады және крахмал гранулаларын да әр түрлі гидролиздейді. Amy-1мен amy-2 бидай дәнінен табылған GIII пен GI-ге сәйкес келеді. Үшінші топ (GII) дәннің даму процесінде пайда болатын және GIII пен GI-дің изоэлектрикалық нүкте мәндері арасында аралық нүктелерге ие изоферменттер болып табылады. Бұл топтардың генетикалық детерминанттылығы бірдей емес және синтез деңгейіндегі айырылатын реттеу жүйелері бар. α -амилаза изоферменттерінің үш тобы бар.

«Пісіп жетілу» мен «өну» амилазалары өз қасиеттері бойынша ерекшеленеді. Ферменттің бірінші түрі тасымалдағышпен (ионалмастырушы хроматография) әлсіз байланысады және ацетат буферінің төмен концентрациясы кезінде α-пик ретінде элюирленеді. «Өну» α-амилазаның компонеттер тобы буфердің әлдеқайда үлкен иондық күшінде элюирленеді. Ионалмастырушы хроматография әдісі α -амилаза компоненттерінің функционалды әр түрлі топтарын бөліп алуға мүмкіндік береді [4] .

1. 4 α-амилаза изоферменттерінің құрылымдық-функционалдық ерекшеліктері

Ферменттер гетерогендiлiгi табиғатта кең тараған құбылыс. Егер өсiмдiктердегi ферменттердiң гетерогендiлiгiне арналған тұжырымдарға шолулар жасасақ, Скандалиос гендерiнiң экспрессиясы даму стадиясына тәуелдi 46 изоформалар жүйесiн бөледi [5] . Изоферменттердi зерттеулердiң негiзгi мақсаты - олардың клетка дифференциациясындағы және физиологиясындағы маңызын анықтау. Көптеген ферменттердiң арасындағы ең көп зерттелген тұқымның пiсiп жетiлу процесiмен тiкелей байланысты α-амилазаның изоферменттерi [6] .

α-Амилазаның изоферменттiк құрамын зерттеу үшiн тұқым, ұрық, ұрық қалқаншасы, микроорганизмдер культурасы қолданылады. Бiрақ, кейiнгi кездерi ұлпа культурасы модель ретiнде және фермент көзi ретiнде көп қолданылып жүр. Себебi, бұл жүйелер өнiп келе жатқан тұқымға қарағанда ферменттi көп мөлшерде синтездеуге қабiлеттi және синтезделетiн α-амилаза изоферменттерге жақсы бөлiнген [5, 6] .

Күрiш тұқымының α-амилазасының 3 түрлi формасын ажыратады: синтезделетiн, секреттелетiн және латенттi. Энзим ДДС электрофорез нәтижесi бойынша А және С топтарының компоненттерiнiң молекулалық салмағы бiрдей 42 және 46 кД болатын бiр-бiрiне жақын орналасқан 2 полипептидтен түзiлген, ал ферменттiң В тобы молекулалық салмағы 42 кД компоненттен тұрады. Бұл көп мөлшерде аспарагин және глутамин қалдықтарынан тұратын қышқыл белок. Фермент бiрнеше изоферменттер түрiнде кездеседi [7, 8, 9]

Астық тұқымдастары көптеген елдерде, соның iшiнде Қазақстанда негiзгi өндiрiлетiн өнiм болып саналады. Дәндi дақылдарды сақтау барысында тұқымның жинақтан бұрын (предуборочное) өнуi α-амилазаның активтiлiгiне тiкелей тәуелдi. Сондықтан тұқымдағы α-амилазаның биосинтезi мен секрециясының локализациясы ғана емес, сонымен қатар, латентизазиясын, регуляциясын және изоферменттерiнiң физико-химиялық қасиеттерiн бiлу өте маңызды.

Өнiп келе жатқан күрiш және жүгерi дәндерiндегi α-амилаза нативтi электрофорезде СЭҚ әртүрлi болатын 3 топ компоненттерден (А, В, С) тұратын жоғары дәрежелi гетерогендiлiгiмен сипатталады. Бұл кезде, анодтық топ (А) өте жақын СЭҚ 4 изоферменттен, В (ортасындағы) және С (катодтық) топтарының әрқайсысы құрамында 3 компоненттен тұрады. Электрофореграмманы денситометрлеу амилаза активтiлiгiн келесi топтарға бөлуге мүмкiндiк бердi: А - жалпының 45%-ке жуығы, В - 20 %, С - 35 %.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.