Ukr.Biochem.J. 2017; Том 89, № 4, липень-серпень, c. 5-12

doi: https://doi.org/10.15407/ubj89.04.005

Ліпоксигеназна активність в онтогенезі папоротей Salvinia natans та Polystichum aculeatum

08.11.2017   Без категорії   No comments

Л. М. Бабенко1, Т. Д. Скатерна2, І. В. Косаківська1

1Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, Київ;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: lilia.babenko@gmail.com

Проаналізовано особливості локалізації та активності ліпоксигеназ (LOX) в органах двох вищих судинних спорових рослин на різних фенологічних фазах розвитку. Уперше встановлено, що у плаваючих ваях однорічної папороті-гідрофіта S. natans (L.) міститься 13-LOX (рНопт 8,0), у занурених – 13-LOX (рНопт 8,0) на початкових фенологічних фазах розвитку, а на наступних фазах 9-LOX (рНопт 5,5). У спорокарпіях ідентифіковано 9-LOX (рНопт 5,5). У ваях багаторічної суходольної папороті P. aculeatum (L.) Roth. ідентифікована 13-LOX(рНопт 7,74), а у кореневищі – 9-LOX (рНопт 7,54). Характер локалізації і зміна активності ізоформ LOX в органах папоротей на різних фенологічних фазах розвитку дозволяють припустити, що ензим може бути залучений до регуляції ліпідного метаболізму ростових процесів, що забезпечують адаптацію рослин до навколишнього середовища.

Ключові слова: , ,

Посилання:

  1. Ivanov I, Heydeck D, Hofheinz K, Roffeis J, O’Donnell VB, Kuhn H, Walther M. Molecular enzymology of lipoxygenases. Arch Biochem Biophys. 2010 Nov 15;503(2):161-74. PubMed, CrossRef
  2. Borrego EJ, Kolomiets MV. Lipid-mediated signaling between fungi and plants.  In Biocommunication of Fungi; Springer: New York, NY, USA, 2012: 249-260. CrossRef
  3. Babenko LМ, Shcherbatiuk MM,  Skaterna TD, Kosakivska IV. Lipoxygenases and their metabolites in formation of plant stress tolerance. Ukr Biochem J. 2017; 89(1):5-21.  CrossRef
  4. Joo YC, Oh DK. Lipoxygenases: potential starting biocatalysts for the synthesis of signaling compounds. Biotechnol Adv. 2012 Nov-Dec;30(6):1524-32.  PubMed, CrossRef
  5. Feussner I, Wasternack C. The lipoxygenase pathway. Annu Rev Plant Biol. 2002;53:275-97. PubMed, CrossRef
  6. Gao X, Stumpe M, Feussner I, Kolomiets M. A novel plastidial lipoxygenase of maize (Zea mays) ZmLOX6 encodes for a fatty acid hydroperoxide lyase and is uniquely regulated by phytohormones and pathogen infection. Planta. 2008 Jan;227(2):491-503. PubMed, CrossRef
  7. Christensen SA, Kolomiets MV. The lipid language of plant-fungal interactions. Fungal Genet Biol. 2011 Jan;48(1):4-14. PubMed, CrossRef
  8. Babenko L., Voytenko L., Skaterna T., Musatenko L. Lipoxygenase activity in Equisetum arvense L. ontogenesis. Fiziol Rast Genet. 2014; 46(1): 37–44. (In Ukrainian).
  9. Savchenko TV, Zastrijnaja OM, Klimov VV. Oxylipins and plant abiotic stress resistance. Biochemistry (Mosc). 2014 Apr;79(4):362-75.  PubMed, CrossRef
  10. Wasternack C, Song S. Jasmonates: biosynthesis, metabolism, and signaling by proteins activating and repressing transcription. J Exp Bot. 2017 Mar 1;68(6):1303-1321. PubMed, CrossRef
  11. Andreou A, Göbel C, Hamberg M, Feussner I. A bisallylic mini-lipoxygenase from cyanobacterium Cyanothece sp. that has an iron as cofactor. J Biol Chem. 2010 May 7;285(19):14178-86. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  12. Koljak R, Boutaud O, Shieh BH, Samel N, Brash AR. Identification of a naturally occurring peroxidase-lipoxygenase fusion protein. Science. 1997 Sep 26;277(5334):1994-6. PubMed, CrossRef
  13. Ponce de León I, Hamberg M, Castresana C. Oxylipins in moss development and defense. Front Plant Sci. 2015 Jul 3;6:483. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  14. Anterola A, Göbel C, Hornung E, Sellhorn G, Feussner I, Grimes H. Physcomitrella patens has lipoxygenases for both eicosanoid and octadecanoid pathways. Phytochemistry. 2009 Jan;70(1):40-52. PubMed, CrossRef
  15. Babenko LM, Sheyko OA, Kosakivska IV,  Vedenichova NP,  Nehretskіy VA, Vasheka ОV. Structural and functional characteristics of pteridophytes (Polypodiophyta). Bull Kharkiv Nat Agrar Univ. Ser. Biology. 2015; 1(34):80–103. (In Ukrainian).
  16. Rozentsvet OA, Bogdanova ES, Murzaeva SV. Composition of lipids and fatty acids in the forming leaves of the fern Matteuccia sthruthiopteris in the presence of cadmium.  Trans Karelian Res  Centre RAS. 2011; 3:97-104 (In Russian).
  17. Boland W, Hopke J, Donath J, Nuske J, Bublitz F. Jasmonic acid and coronatine induce odor production in plants. Angew Chem Int Ed Engl. 1995;34(15):1600-1602.  CrossRef
  18. Imbiscuso G, Trotta A, Maffei M, Bossi S. Herbivory induces a ROS burst and the release of volatile organic compounds in the fern Pteris vittata L. J Plant Interac.  2009;4(1):15-22.  CrossRef
  19. Radhika V, Kost C, Bonaventure G, David A, Boland W. Volatile emission in bracken fern is induced by jasmonates but not by Spodoptera littoralis or Strongylogaster multifasciata herbivory. PLoS One. 2012;7(11):e48050. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  20. Babenko LM, Skaterna TD, Kosakivska IV. Lipoxygenase activity in ontogenesis of water fern Salvinia natans (L.) ALL. Dop NAN Ukrainy. 2016;8:101-108. (In Ukrainian).
  21. Nagalingum NS, Schneider H, Pryer KM. Comparative morphology of reproductive structures in heterosporous water ferns and a reevaluation of the sporocarps. Int J Plant Sci. 2006;167(4):805-815. CrossRef
  22. Vasheka AV, Brayon OV. Classification of rhythms of seasonal development of ferns in regions with temperate climate. Bull Taras Shevchenko Nat Univ Kyiv. Series Introduct Conserv  Plant Divers. 2000;3:24–28 (In Ukrainian).
  23. Kopich VN, Kretynin SV, Kharchenko OV, Litvinovskaya RP, Chashina NM, Khripach VA. Effect of 24-epibrassinolide on lipoxygenase activity in maize seedlings under cold stress. Biopolym Cell. 2010; 26(3):218-224.  CrossRef
  24. Gibian MJ, Vandenberg P. Product yield in oxygenation of linoleate by soybean lipoxygenase: the value of the molar extinction coefficient in the spectrophotometric assay. Anal Biochem. 1987 Jun;163(2):343-9. PubMed, CrossRef
  25. Bradford MM. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding.  Anal Biochem. 1976 May;72(1-2):248-254.  CrossRef
  26. Babenko LM, Shcherbatiuk MM,  Polishchyk OV,  Kosakivska IV. Structural-functional peculiarities of water fern  Salvinia natans (L.) ALL. Studia Biologica. 2016;10(2):149-162. (In Ukrainian).
  27. Babenko LM, Shcherbatiuk MM,  Kosakivska IV. Lipoxygenase activity and rhizomes ultrastructure of vegetative and generative shoots Equisetum arvense L. Studia Biologica. 2015;9(1):53–162. (In Ukrainian).
  28. Babenko LМ, Kosakivska ІV, Skaterna TD. Jasmonic acid: role in biotechnology and the regulation of plants biochemical processes.  Biotechnologia Acta. 2015;8(2):36-51. CrossRef
  29. Borrego EJ, Kolomiets MV. Synthesis and Functions of Jasmonates in Maize. Plants (Basel). 2016 Nov 29;5(4). pii: E41. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.