Tag Archives: Метіур

Функціонування транспортних Н(+)-АТP-аз плазматичних і вакуолярних мембран у клітинах коренів кукурудзи в умовах сольового стресу та дії адаптогенних препаратів

Ж. І. Рибченко, Т. О. Палладіна

Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, Київ;
e-mail: zhanna_bio@ukr.net; tatiana_palladina@ ukr.net

Участь електрогенних Н+-насосів, механізми яких у плазматичних та вакуолярних мембранах рослинних клітин репрезентовано Н+-АТP-aзами Е12– та V-типу, в адаптації рослинних клітин до умов сольового стресу досліджено шляхом визначення їх гідролітичної й транспортувальної активності. Досліди здійснювалися на проростках кукурудзи, експонованих у присутності 0,1 М NaCl протягом 1 або 10 діб. Синтетичні препарати Метіур та Івін застосовувалися шляхом замочування насіння в їх 10-7 М розчинах. Фракції плазматичних і вакуолярних мембран ізолювали з коренів проростків. У контрольних варіантах дослідів (у середовищі без NaCl) гідролітична активність Н+-АТP-ази у плазматичній мембрані зростала з віком проростків, а транспортувальна не зазнавала суттєвих змін, тоді як відповіді слабкішої за неї вакуолярної Н+-АТP-ази були протилежними. Експозиція проростків на NaCl знижувала гідролітичну активність обох Н+-АТP-аз та посилювала їх транспортувальну активність, що вказує на інтенсифікацію роботи Н+-насосів, особливо у вакуолярній мембрані, репрезентованих Н+-АТP-азою. Обидва адаптогенні препарати, головним чином Метіур, сприяли подальшому посиленню транспортувальної активності цих ензимів, особливо у варіантах з експозицією на NaCl. Одержані результати продемонстрували важливу роль зазначених Н+-насосів плазматичної та вакуолярної мембран у механізмі адаптації клітин рослин до умов сольового стресу, що здійснюється шляхом енергетичного забезпечення роботи вторинноактивних Na+/H+-насосів, які видаляють Na+ із цитоплазми.

Вплив препаратів Метіур та Івін на активність Са(2+)-АТРаз у плазматичних і вакуолярних мембранах клітин коренів проростків кукурудзи в умовах сольового стресу

М. В. Рудницька, Т. О. Палладіна

Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, Київ;
e-mail: tatiana_palladina@ukr.net

Досліджено вплив синтетичних препаратів Метіур та Івін на активність Са2+-АТРаз, що регулюють функціонування Са2+-залежного сигнального шляху SOS, який в умовах засолення забезпечує видалення Na+ із цитоплазми клітин Na++-антипортерами. Показано, що експозиція проростків кукурудзи в присутності 0,1 М NaCl більшою мірою посилювала гідролітичну, ніж транспортну активність Са2+-АТРаз у плазматичних і вакуолярних мембранах в клітинах коренів. Знайдено, що обробка насіння цими препаратами, особливо Метіуром, спричинювала посилення як гідролітичної, так і транспортної активності Са2+-АТPази, переважно у вакуолярній мембрані. Одержані результати вказують, що солепротекторна дія препаратів, особливо Метіуру, пов’язана з посиленням активності Са2+-АТРаз, які регулюють функціонування Na++-антипортерів.

Активність ензимів аскорбат-глутатіонового циклу в листках проростків кукурудзи в умовах засолення та обробки адаптогенними препаратами

О. О. Контурська, Т. О. Палладіна

Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, Київ;
e-mail: konturska@ukr.net

Досліджували вплив засоленого середовища та адаптогенних препаратів Метіур та Івін на активність ензимів аскорбат-глутатіонового циклу в проростках кукурудзи, експонованих на різних концентраціях NaCl. Знайдено, що розчин NaCl 0,05 М значно посилює активність аскорбатпероксидази (АПО) при 1-добовій експозиції, а при її подовженні до 10 діб не спричинює значних змін. У концентрації 0,1 М NaCl є критичною для даного злаку, що зумовлює інгібування АПО, яке збільшується з терміном експозиції. У той же час, глутатіонредуктаза (ГР) реагує на обидві концентрації NaCl посиленням активності. Замочування насіння у препаратах Метіур та Івін (10–7 М) однаковою мірою посилює активність АПО у присутності 0,1 М NaCl за обох термінів експозиції, проте практично не впливає на активність ГР. Одержані результати засвідчили відміни у відповіді ензимів аскорбат-глутатіонового циклу на сольову експозицію проростків, а також продемонстрували, що вплив адаптогенних препаратів на його функціонування здійснюється через активацію АПО.

Експресія генів Н(+)-насосів плазматичної та вакуолярної мембран клітин коренів кукурудзи за дії іонів натрію і біоактивних препаратів

Н. О. Коваленко, Т. О. Палладіна

Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, Київ;
e-mail: tatiana_palladina@ukr.net

Показано, що в коренях проростків кукурудзи експресуються чотири ізоформи H+-ATPази плазматичної мембрани: MHA1, MHA2, MHA3, MHA4, серед яких переважає експресія генів MHA3 і MHA4. Експозиція проростків у присутності 0,1 М NaCl посилювала експресію лише гена ізоформи МНА4, що демонструє її важливу роль у процесах адаптації до умов засолення. У вакуолярній мембрані, потенціал якої створюється двома Н+-насосами, іони натрію посилювали  експресію гена лише Н+-АТРази V-типу, не впливаючи на експресію Н+-пірофосфатази. Застосування синтетичних препаратів Метіур та Івін шляхом передобробки насіння не позначалось на експресії генів Н+-насосів. Таким чином, припускаємо, що показана нами раніше здатність цих препаратів посилювати функціонування Н+-насосів у присутності іонів натрію відбувається на посттрансляційному рівні.

Дія адаптогенних препаратів на активність вакуолярних протонних насосів у клітинах коренів кукурудзи в умовах сольового стресу

Ж. І. Рибченко, Т. О. Палладіна

Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, Київ;
e-mail: zhanna_bio@ukr.net; tatiana_palladina@ ukr.net

Досліджено участь двох електрогенних Н+-насосiв, механiзми яких репрезентовано Н+-АТP-азою V-типу та Н+-пiрофосфатазою (Н+-РРн-азою), у cтвopeнні електрохiмiчного потенцiалу на вакуолярнiй мембранi (тонопластi) рослинних клітин в умовах сольового стресу та за дії адаптогенних препаратів Meтiyp та Iвiн. Гiдролiтичну i транспортувальну активнiсть цих ензимів визначали на препаратах тонопласта, ізольованих із коренів проростків кукурудзи, експонованих у присутностi 0,1 M NaCl протягом 1 або 10 дiб.
У контрольному вapiaнтi транспортувальна активнiсть H+-РРн-ази є набагато вищою, нiж H+-АТP-ази, хоча й дещо знижується з віком проросткiв. Це свiдчить про перевагу внеску Н+-насоса, репрезентованого Н+-РРн-азою, у створенні мембранного потенцiалу на тонопластi. Сольова експозицiя проросткiв призводить до зниження як активності H+-АТP-ази, так і H+-РРн-ази, тодi як транспортувальна активнiсть H+-АТР-ази, навпаки, посилюється, супроводжуючись послабленням гiдролiтичної. Обробка насiння препаратами, переважно Meтіypoм, призводить до зростання транспортувальної активностi Н+-АТР-ази, особливо в умовах сольової експозиції, посилюючись із подовженням її терміну, тоді як транспортувальна активнiсть H+-РРн-ази не зазнає істотних змiн. Одержанi результати доводять провiдну роль Н+-насоса тонопласта, репрезентованого H+-АТР-азою, у вiдповiдi рослинних клiтин в умовах сольового стресу, а також його вiрогiдну участь у механiзмi адаптогенної дії синтетичних препаратів.

Вплив адаптогенних препаратів на функціонування Na(+)/Н(+)-антипортера плазматичної мембрани в клітинах коренів кукурудзи за умов засоленого середовища

Н. О. Koваленко, Ж. І. Білик, Т. О. Палладіна

Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, Київ;
e-mail: tatiana_palladina@ukr.net

Негативний вплив засоленого середовища на рослини передусім зумовлений присутністю Na+ в солях як їхнього головного катіона. На клітинному рівні захист рослин від токсичного Na+ полягає в підтриманні його низького рівня в цитоплазмі шляхом видалення назовні та до вакуолярного простору за допомогою вторинноактивних Na+/H+-антипортерів. Солестійкості рослин вдається досягти, активуючи функціонування цих антипортерів за допомогою методів генної інженерії, а також запропонованого нами застосування біоактивних препаратів.
Досліджено вплив двох дешевих і нетоксичних синтетичних препаратів: Метіуру, який виявляє сильну солепротекторну властивість та Івіну, в якого вона є незначною, на функціонування Na+/H+-антипортера плазматичної мембрани в клітинах коренів проростків кукурудзи, експонованих на 0,1 М NaCl. В умовах безсольового контролю активність Na+/H+-антипортера в клітинах коренів 8-добових проростків виявилась дуже низькою, але дещо зростала з їхнім віком, тоді як слабка експресія гена його протеїну не змінювалась. Застосування препаратів Метіур та Івін в концентрації 10-7 М шляхом передобробки насіння не впливала на активність антипортера проростків вирощених за нормальних умов. Однодобова експозиція на 0,1 М NaCl значно посилювала активність Na+/H+-антипортера та експресію його гена, хоча за 10-добової експозиції обидва ефекти зникали. У разі однодобової сольової експозиції Метіур спричинював подальше посилення активності Na+/H+-антипортера, яке зберігалось за подовження експозиції до 10 днів, не змінюючи експресію його гена. При цьому ефект Івіну на молекулярну активність Na+/H+-антипортера був незначним, а на експресію його гена відсутнім.
Одержані результати свідчають, що механізм солепротекторної дії Метіуру на рослини в умовах сольового стресу, зумовленого присутністю Na+, полягає в його здатності посилювати функціонування Na+/H+-антипортера плазматичної мембрани в клітинах коренів, що відбувається на молекулярному рівні.