Читаем Про Борщевик онлайн бесплатно

Пролин и спермин вовлекаются в регуляцию функционирования антиоксидантных ферментов и низкомолекулярных органических антиоксидантов. Участие пролина в детоксикации активных форм кислорода сопряжено с его окислением до оксипролина. В растениях в условиях окислительного стресса, содержание оксипролина увеличивается в 2 раза.

Функционирование антиоксидантной системы у дикорастущих растениях при действии стрессоров является универсальным защитным механизмом. Полученные в работе экспериментальные данные по влиянию экзогенного пролина на биосинтез полиаминов и активности антиоксидантных ферментов в нормальных условиях и при действии стрессоров вносят значительный вклад в понимание механизмов регуляции компонентов антиоксидантной системы при адаптации растений к неблагоприятным условиям.

Участие пролина в защитном ответе на действие засоления, облучения и модуляторов окислительного стресса поставило вопрос об изменениях в уровнях транскриптов генов его метаболизма. Изменения в уровне экспрессии генов метаболизма пролина в условиях действия стрессоров, показало, что повышение уровня мРНК генов биосинтеза пролина согласуется с повышением его внутриклеточного содержания.

Существует избирательность при активации той или иной реакции антиоксидантной системы, определяемой природой стрессорного фактора.

Низкомолекулярные метаболиты, пролин и спермин, вовлекаются в регуляцию функционирования антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы и аскорбатпероксидазы) в растениях, что проявляется в активации пролином латентных изоформ супероксиддисмутазы и аскорбатпероксидазы, а также в изменении уровней мРНК, кодирующих эти изоформы генов. Всё это может лежать в основе реципрокных отношений между содержанием пролина и активностью супероксиддисмутазы.

В функционировании защитных систем растений важнейшее значение отводится пролину, участвующему в повышении осмотического давления клеточных растворов. Пролин и полиолы – важнейшие протекторы белков.

Пролин – это компонент стресс-белков и рецепторов; регулятор экспрессии генов; предшественник осмолитов; осморегулятор; протектор макромолекул и мембран; генератор восстановительных эквивалентов; регулятор окислительно-восстановительного потенциала; источник энергии; компонент системы клеточного рН; стрессовый метаболит; протекторная функция: препятствует денатурации белка, вызываемой ионами Na+ и Cl+; стабилизация клеточных мембран; перестройка дыхания – усиление активности внемитохондриальных систем; детоксикация продуктов распада (аммиак и др.)

Те же самые действия пролин осуществляет и в наших клетках, только в уменьшенном масштабе.

Стрессовые белки растений (животных, человека)

Активное избирательное отношение растительного организма к неблагоприятным, стрессовым условиям внешней среды выражается в его способности к саморегуляции, оптимизации протекающих в нем процессов, а также к приспособлению их к факторам внешней среды, с которыми организм находится в непрерывном взаимодействии на протяжении всего онтогенеза. Сюда относится устойчивость к недостатку или избытку воды, низким и высоким температурам, недостатку кислорода, засолению и загазованности среды, ионизирующему излучению, инфекциям и др.

Cтрессовые белки выявлены практически во всех отделах растительной клетки (Sachs, Ho, 1986; Vierling, 1991; Waters et al., 1996, Banzet et al., 1998). Применение молекулярно-биологических методов позволило установить, что стрессовые белки растений гомологичны стрессовым белкам других эукариот. Их локализация в различных отделах – ядрах, пластидах, митохондриях, эндоплазматическом ретикулуме, рибосомах, цитоплазме – свидетельствует об их существенной роли в важнейших биохимических процессах.

Внутриклеточный механизм включения генома клетки в формирование реакции на стрессовое воздействие до конца не исследован.

ОСОБЕННОСТЬЮ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ является её способность к образованию в ответ на широкий спектр стрессовых воздействий группы низкомолекулярных полипептидов. Большая часть стрессовых белков – это шапероны, синтезированные de novo, количество которых резко возрастает под действием стрессовых факторов.

Стрессовые факторы способны влиять на репарационные процессы генетического материала. Стрессовые белки играют важную роль в формировании устойчивости растений к действию неблагоприятных факторов, участвуя в защитных ответных реакциях.

Мономеры, как моно- и олигосахариды, аминокислоты, прежде всего пролин, бетаин, связывают воду, что особенно важно для сохранения внутриклеточной воды при повышении проницаемости мембран и облегчении выхода воды из клетки.

Пролин взаимодействует с поверхностными гидрофильными остатками белков и увеличивает их растворимость, защищая от денатурации. В результате клетка удерживает больше воды, что повышает жизнеспособность растений в условиях засухи, засоления, высокой температуры.