WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |

0,102±0,01

201,7±5,6

4,4±0,3

17,5±4,1

1,3±0,01

18

0,123±0,02

190,5±5,1

8,5±0,4

17,8±4,0

2,0±0,02

24

0,120±0,02

240,2±6,2

8,8±0,4

22,3±5,0

2,1±0,02

Физико-химическиесвойства мембран могут оказыватьсущественное влияние на протеканиеметаболических процессов (Владимиров,Арчаков, 1972; Мерзляк, 1989). Хотя поглощениеводы и служит сигналом к организациимитохондрий, самого по себе поглощенияводы для активации окислительныхпроцессов недостаточно. В сухих семенахотсутствует окислительноефосфорилирование, но существуютмитохондрии, для активации работы которыхнеобходимы физико-химические изменения вмембранах (Khan, 1982). Возможно, что абсолютнаянеобходимость АФК и антиоксидантнойсистемы для жизнедеятельности семянобъясняются образованием при их реакцияхэлектронно-возбужденных состояний -триггеров всех последующихбиоэнергетических процессов.Колебательный режим таких реакций можетобусловливать ритмичное протеканиебиохимических процессов более высокогоуровня. Резкое повышение содержание МДА взародыше и щитке можно объяснитьвозрастанием окислительных процессов идыхания в зерне при достижении необходимойвлажности. По-видимому, процессы ПОЛзапускают у покоящихся организмовосновные процессы жизнедеятельности.

Повышение концентрациинизкомолекулярных АО на 12 ч набуханияобъясняется выходом из депонизкомолекулярных растворимых соединений,а также гидролизом белков и полисахаридов,продукты которых обладаютантиоксидантными свойствами (Тарчевский,2001). Из результатов видно,что проращивание сопровождаетсяпостепенным возрастанием ПОЛ в зерне икорнях (табл. 7). Концентрациянизкомолекулярных АО постепенно снижаетсяв зерне в течение всего временипроращивания. Динамика активности СОД вкорнях и зерне постепенно повышается втечение четырех суток ращения. Причемболее высокие показатели активностиферментов отмечались в корнях. Каталаза содержится в ячмене внезначительном количестве, но быстронакапливается при проращивании, причемскорость накоп­ления явно зависит от длительностипроращивания. АктивностьКАТ возрастает меньше по сравнению сактивностью ПО, так как сродство фермента кмалым концентрациям Н2О2ниже, чем у пероксидазы(Саундерс, 1988). Указанные ферментыпринадлежат к дыхательному комплексурастений, поэтому повышение их активностив прорастающем ячмене обусловлено такжевозрастанием дыхания.

Таблица 7 – Состояниеантиоксидантной системы и интенсивностьперекисного окисления липидов в процессепрорастания ячменя сорта Сигнал

Прорастание, сут.

МДА,мкМ/г с.в.

АО,мкг/г с.в.

СОД,ед.акт./г с.в.

ПО,мкМ/мин. г с.в.

КАТ,мМ/мин г с.в.

ГР,мкМ/мин г с.в.

зерно

корни

зерно

корни

зерно

корни

зерно

корни

зерно

корни

зерно

корни

1

2

3

4

5

6

7

8

0,043

0,048

0,069

0,074

0,033

0,088

0,091

0,113

-

0,767

0,539

0,742

0,673

0,406

0,699

0,603

315,2

274,0

255,4

199,8

186,5

161,3

171,6

198,7

-

356,7

825,1

905,2

451,2

412,3

657,8

610,1

15

18

20

35

30

32

31

33

-

30

47

50

48

64

67

70

13,2

23,8

17,8

21,7

17,2

17,4

20,4

21,1

-

201,6

194,5

229,8

136,4

184,5

227,1

265,6

0,15

0,17

0,18

0,21

0,18

0,23

0,24

0,30

-

0,36

0,38

0,60

0,47

0,67

0,72

0,81

1,5

1,2

0,7

0,8

0,5

0,4

0,2

0,1

-

2,3

1,1

0,4

0,5

0,2

0,1

0,2

Увеличение активностиПО может быть вызвано накоплениемсоединений, являющихся субстратамифермента, индуцирующих его синтез. Однаковысокие концентрации субстратовпероксидазы могут ингибировать фермент(Рогожин, 2004), способствуя, таким образом,увеличению концентрации Н2О2 в клетках. Возможно,этим и объясняется падение активностифермента на 3 и 6-е суткипроращивания. Постепенноеснижение активности ГР в зерне и корняхможно объяснить преобладанием аэробныхпроцессов над анаэробными, в результатечего, снижается концентрация НАДФН вклетке.

Таким образом, контрольнад уровнем ПОЛ во время набухания ипрорастания семян ячменя осуществляется спомощью низко- и высокомолекулярныхантиоксидантов. Понижениесвободно-радикальных процессов в семенахвозможно за счет образования большогоколичества антиоксидантов, концентрациякоторых при этом возрастает в несколькораз, особенно в зародыше семян ячменя.Выявленные закономерности являютсяпроявлением адаптационных компенсаторныхмеханизмов, использование которыхпозволяет регулироватьфизиолого-биохимические процессы всеменах при прорастании.

2.3. Влияние температурына активность антиоксидантной системы иокислительные процессы

2.3.1 Активность,каталитические свойства пероксидазы исодержание антиоксидантов при прорастаниисемян пшеницы

Изучена динамикаактивности ПО и содержание АО в семенахпшеницы в течение 24 ч набухания при 5 С (I группа) и 23 С (II группа). Процесснабухания семян сопровождаетсяколебательным возрастанием активностифермента. Обращает на себя внимание тотфакт, что резкое повышение активностифермента в семенах, подвергнутыхтемпературному стрессу, наблюдается на 8, 18и 24 ч набухания. Пероксидаза – стрессовыйфермент растений, которыйучаствует в метаболических процессах,происходящих во время покоя семян и впериод их активного прорастания. Поэтому своеобразныеколебательные всплески активностифермента обусловлены проявлениемкомпенсаторных механизмов в условияхнизкой положительной температуры.

Для выяснениялокализации и участия компонентовантиоксидантной системы в процессахпрорастания определено содержаниепродуктов ПОЛ, низкомолекулярных АО иактивность ПО в различных органах семян(табл. 8). Видно, что активность ПО исодержание АО в зародыше у семян I группыбыло выше в 1,5 раза. У этих же семян впроцессе набухания повышается активностьпероксидазы в эндосперме и оболочке в 1,5 и1,8 раза соответственно.

Субстратами ПО могутбыть фитогормоны и фенольные ингибиторыроста, поэтому фермент имеет большоезначение в регуляции состава биологическиактивных веществ в клетках растений.Окисление БАВ ферментом способствуетактивации ростовых процессов в условияхстресса.

В покоящихся семенахдыхание крайне ослаблено, отмечаютсяизменения в составе жирных кислот ифункционально активных веществ мембранмитохондриальной системы (Николаева, 1999;Робертси, Смит, 1982), за счет которыхобеспечивается разобщение механизмовокислительного фосфорилирования присохранении активности окислительныхпроцессов (Скулачев, 1996). При активизациидыхания, поступивший кислород ускоряетпусковые механизмы процессов ПОЛ, поэтомунаибольшее содержание продуктов ПОЛотмечается в активно метаболизирущихорганах –зародыше и щитке.


Таблица 8– Активностьантиоксидантной системы и интенсивностьперекисного окисления липидов в органахсемян пшеницы сорта Омская 12 после 24 чзамачивания зерен при разныхтемпературах

Орган

ПО, мкМ/мин г.с.м.

ПОЛ, нМ/ г.с.м.

АО, мкг/г.с.м.

Температура, С

5

23

5

23

5

23

Сухоезерно

3,70±0,21

3,60±0,25

25,3±1,8

21,8±1,1

85,2±3,2

88,3±3,8

Оболочка семени

0,44±0,03

0,25±0,02

23,4±1,5

25,5±1,6

160,7±12,1

176,2±13,4

Эндосперм

0,42±0,03

0,28±0,03

19,6±1,2

20,7±1,3

133,3±6,5

124,3±11,3

Щиток

22,2±0,12

21,7±0,11

55,6±2,3

71,6±3,4

256,4±15,2

256,4±18,8

Зародыш

59,3±0,45

39,0±0,32

95,3±5,4

117,4±8,5

398,4±24,7

285,7±21,5

По-видимому, повышениевсхожести при низкотемпературномзамачивании семян обусловлено тем, чтоведущим звеном этой системы являютсяпроцессы ПОЛ, запускающие у покоящихсяорганизмов основные процессыжизнедеятельности. Таким образом,набухание и прорастание семянсопровождается активированием ПОЛ,изменением в концентрации АО и повышениемактивности ПО.

Изучение влияниятемпературы на кинетические и структурныесвойства ферментов позволит понятьмолекулярную природу приспособленияорганизма к меняющимся факторамокружающей среды.

Показано, что различия в величинах Кm по о-дианизидинупероксидазы проростков пшеницы (надземнаячасть и корни), а также Vmпроростков пшеницы семянI (5 С) иII групп (23 С) незначительны. Основныеизменения наблюдаются у Кm по аскорбиновойкислоте пероксидазы корней пшеницы зеренI и IIгрупп. Величины Кm зерен I группы выше в 1,5-2 раза, по сравнениюс зернами IIгруппы. Значения Vmпо ОДН и по АК пероксидазыкорней пшеницы зерен I группы в 1,5-2 разавыше, чем корней пшеницы зерен II группы. Тогда как Kmno AK пероксидазы корней пшеницы зеренII группы в 2-7 раз ниже, чем у ПОнадземной части проростков этой жегруппы.

Пероксидаза обладаетширокой субстратной специфичностью,поэтому катализ определяется сродствомего к субстрату. Разные субстратыконкурируют между собой за фермент, и можноожидать, что изменение каталитическиххарактеристик приведет к накоплению илибыстрому окислению биологически активныхвеществ. Таким образом,результаты исследования показали, чтоизменение не только активности, но икаталитических свойств ПО в семенахявляется одним из механизмов регуляциипроцесса прорастания. Наблюдаемое in vivo взаимное влияние междуантиоксидантами и пероксидазойобусловлено тем, что низкомолекулярныеантиоксиданты являются субстратамипероксидазы.

2.3.2. Роль пероксидазы инизкомолекулярных антиоксидантов в защитепроростков от окислительногостресса

Поскольку ПО и АОвходят в единую систему защиты растений отокислительного стресса, изучено их участиев регулировании уровня ПОЛ на 3-5 суткироста проростков пшеницы. Показано, что внадземной части проростков пшеницыуровень АО понижается на 4-5 сутки в 1,4-1,5раза, при повышении активности пероксидазыв 1,8 раза. В этот период контроль надуровнем ПОЛ в побегах резко снижается, чтопроявляется в возрастании содержания МДА в1,5 раза. В корнях проростков пшеницы на 4-йдень прорастания уровень ПОЛ возрастает в1,5 раза, при этом содержание АО и активностьпероксидазы понижаются в 2,4 и 1,2 разасоответственно.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»