
- •Глава 1. Обзор литературы
- •Глава 2. Экспериментальная часть
- •Глава 1. Обзор литературы
- •1.1. Функциональная характеристика изоцитратлиазы и ее роль в регуляции клеточного метаболизма
- •1.1.1. Общая характеристика глюконеогенеза
- •1.1.2. Глюконеогенез в растениях
- •1.1.3. Глюконеогенез у животных
- •1.1.4. Глиоксилатный цикл
- •1.1.4.1. Роль глиоксилатного цикла в глюконеогенезе
- •1.1.4.2.Субклеточная локализация изоцитратлиазы
- •1.1.4.3. Распространение глиоксилатного цикла
- •1.1.4.3.1. Рапространение глиоксилатного цикла у микроорганизмов, низших растений и грибов
- •1.1.4.3.2. Функционирование глиоксилатного цикла у высших растений
- •1.1.4.3.3. Глиоксилатный цикл в тканях животных
- •1.1.5. Изоферментный состав изоцитратлиазы
- •1.2. Молекулярные аспекты регуляции ицл
- •1.2.1. Экспрессионная регуляция изоцитратлиазы
- •1.2.2. Генетические механизмы регуляции синтеза ицл
- •1.2.3. Характеристика структурной организации генетического материала изоцитратлиазы
- •1.2.4. Эволюция ферментов глиоксилатного цикла
- •1.3. Особенности метаболизма нетрадиционной культуры амаранта
- •1.3.1. Морфо-физиологические и биохимические свойства амаранта
- •1.3.2. Химический состав амаранта
- •Глава 2. Экспериментальная часть
- •2.1. Цель и задачи
- •2.2.2.2. Определение количества белка
- •2.2.2.3. Электрофоретические исследования белков
- •2.2.2.4. Специфическое проявление изоцитратлиазы
- •2.2.2.5. Исследование субклеточной локализации
- •2.2.2.6. Выделение суммарной клеточной популяции рнк
- •2.2.2.7. Проведение обратной транскрипции
- •2.2.2.8. Подбор праймеров
- •2.2.2.9. Проведение полимеразной цепной реакции
- •2.2.2.10. Секвенирование пцр-продукта
- •2.2.2.11. Проведение пцр в реальном времени
- •2.2.2.12. Статистическая обработка данных
- •2.3. Результаты исследования и их обсуждение
- •2.3.1. Динамика активности изоцитратлиазы из проростков амаранта
- •2.3.2. Изоферментный состав ицл в проростках амаранта
- •2.3.3. Исследование субклеточной локализации ицл
- •2.3.4. Идентификация генов изоцитратлиазы
- •2.3.4.1. Выделение суммарной клеточной популяции рнк
- •2.3.4.2. Проведение обратной транскрипции
- •2.3.4.3. Проведение полимеразной цепной реакции
- •2.3.4.4. Определение нуклеотидной последовательности продуктов полученных методом пцр
- •2.3.4.5. Изменение экспрессии генов изоцитратлиазы в проростках амаранта
2.3.2. Изоферментный состав ицл в проростках амаранта
С помощью электрофореза в 8% ПААГ с последующим специфическим окрашиванием на активность изоцитратлиазы был проанализирован её изоферментный состав в семенах исследуемого объекта. В семенах 3х-дневных проростков амаранта было обнаружено две изоформы фермента с различной электрофоретической подвижностью (Rf 0,27 и 0,31) (рис. ?).
Рис. ?. Электрофореграмма ИЦЛ. Специфическое проявление ИЦЛ из 3х дневных проростков амаранта: 1 и 2 – белковые полосы, соответствующие ИЦЛ1 и ИЦЛ2; F – фронт красителя.
Также при работе с другими объектами на нашей кафедре были получены аналогичные результаты. Так, в семенах сои и щитках кукурузы так же обнаружены две изоформы изоцитратлиазы с различным значением Rf: 0,28 и 0,44 для сои; 0,25 и 0,29 для кукурузы. В зелёных листьях данных объектов выявлено лишь по одной белковой полосе, причём значения их электрофоретических подвижностей совпадали с медленнодвижущими формами в семенах.
2.3.3. Исследование субклеточной локализации ицл
В проростках амаранта субклеточную локализацию изоцитратлиазы определяли методом дифференциального и изоплотностного центрифугирования, в ходе которого выделили цитоплазматическую, глиоксисомальную, митохондриальную фракции. Как видно из рисунка 5, активность ИЦЛ распределилась по фракциям неравномерно. Наибольшая активность фермента сосредоточена преимущественно в осадке, содержащем грубую фракцию микротелец.
Рис.5. Распределение активности ИЦЛ между фракциями, полученными в результате дифференциального центрифугирования.
Вывод о субклеточной локализации изоцитратлиазы делали на основании равенства:
Е кат. пер. / Е кат. цтп = Е ицл пер. / Е ицл цтп ,
где Е кат. пер. и Е ицл пер. – активности каталазы и ИЦЛ в пероксисомах;
Е кат. цтп и Е ицл цтп – активности каталазы и ИЦЛ в цитоплазме.
Поскольку соотношение активности каталазы и изоцитратлиазы в цитоплазматической фракции и фракции микротелец равно:
1,93 / 6,11 = 2,42 / 7,87 (табл.1).
можно предположить, что обнаруживаемая активность ИЦЛ в цитоплазме является результатом работы другой изоформы исследуемого энзима.
В результате проведённых расчётов было выявлено, что изоцитратлиаза из проростков амаранта имеет две изоформы, одна из которых имеет глиоксисомальную локализацию, а вторая представлена в цитоплазме.
Таблица 1.
Субклеточная локализация ИЦЛ в амаранте после разделения грубой фракции микротелец методом изоплотностного центрифугирования в градиенте плотности сахарозы (n=3, P<0,05)
Фермент |
Цитоплазма |
Глиоксисомы |
||||||
V, мл |
Белок, мг |
Е |
Уд.акт., Е/мгбелка |
V, мл |
Белок, мг |
Е |
Уд.акт., Е/мгбелка |
|
ИЦЛ |
2 |
9,44 |
2,42 |
0,26 |
2 |
4,95 |
7,87 |
1,59 |
Каталаза |
2 |
9,44 |
1,93 |
0,21 |
2 |
4,95 |
6,11 |
1,23 |