7.2.8.2. Жасминовая кислота

Впервые жасминовая кислота (жасмонат) была выделена в 1962 г. из эфир­ного масла жасмина крупноцветкового (Jasminum grandiflorum), где она при­сутствует в виде летучего эфира метилжасмоната. Это достижение фитохимии осталось бы незамеченным, если бы в 1980-х гг. не было обнаружено физиоло­гическое действие этого вещества на растения. Жасмонат и метилжасмонат ингибировали рост проростков, прорастание пыльцевых трубок, образование каллуса, способствовали закрытию устьиц, стимулировали образование клуб­ней и луковиц, влияли на цитоскелет, переориентируя его.

Синтез жасминовой кислоты начинается с гидролиза фосфолипидов фосфолипазой А (см. подразд. 7.2.1.3). Освободившаяся из липидов линоленовая кис­лота под действием липоксигеназы превращается в перекисное производное и далее формирует пятичленный цикл, служащий основой для жасмоната (рис. 7.23, 1—6). После синтеза жасминовая кислота может метилироваться, переходя в физиологически активный метилжасмонат, но возможно и глико-зилирование, и тогда жасмонат переходит в неактивную (запасную) форму.

У Arabidopsis обнаружены два гена, ответственные за синтез липоксигеназы: один из них (ATLOX 1) экпрессируется в листьях, корнях, проростках при нормальном развитии и не зависит от внешних условий, тогда как экспрессия ATLOX2 повышается в ответ на механическое повреждение и патогенез. Инте­ресно, что жасмонаты повышают активность липоксигеназы, стимулируя свой собственный биосинтез.

Кроме жасминовой кислоты найдены другие вещества этого класса, выпол­няющие те же функции: кукурбиновая кислота из тыквы и тубероновая кислота из картофеля. У животных близкими по структуре и биосинтезу являются простагландины.

Очевидно, жасмонаты участвуют в двух приниципиально различных регуляторных процессах: 1) сдерживают вегетативный рост и способствуют пере­ходу в состояние покоя; 2) усиливают иммунный ответ.

Во многих тестах АБК и жасмонаты вели себя как синергисты. Так, при воздействии жасмонатами до суток подавляется синтез РБФК и разрушается хлорофилл. За подавление биосинтеза белка отвечает Jip60 (Jasmonate-induced protein, мол. масса 60 кДа). Появление Jip60 в клетках вызывает разрушение полисом и общее подавление трансляции. Обработка клеток 10 ^-5 М жасмино­вой кислотой в течение 48 ч и более вызывает их гибель.

Жасмонаты вызывают в зародышах синтез белков позднего эмбрионального развития — Lea (Late embryogenesis abundant proteins). К уникальной физиоло­гической реакции, запускаемой жасмонатами, относится синтез вегетатив­ных запасных белков — VSP (Vegetative storage proteins). У некоторых растений эти белки совпадают по структуре с запасными белками семян, но у других заметно отличаются. Синтез VSP наблюдается только при хорошем снабже­нии азотом, а при голодании VSP не откладываются. Очевидно, жасмонаты регулируют депонирование нерастворимых азотных соединений и донорно-акцепторные отношения. Параллельно с VSP и Lea синтезируются белки, ха­рактерные для водного дефицита (перекрывающаяся реакция с АБК). Появле­ние этих белков сопровождается ослаблением флоэмного тока и закрытием устьиц.

Если в растениях ингибировать работу липоксигеназы, жасминовая кислота не образуется и теряется иммунитет к фитопатогенам. В иммунном ответе жас­миновая кислота вызывает синтез экстенсинов (происходит упрочнение клеточ­ной стенки и замедление роста, что неблагоприятно для патогенов), синтез белков тионинов (небольшие богатые цистеином белки, связывающиеся с мем­бранными структурами патогена с токсическим эффектом), синтез фитоалексинов (индуцибельных защитных соединений), салициловой кислоты (см. под-разд. 7.2.8.3) и короткого пептида системина (см. подразд. 7.2.8.5).

Этерификация жасминовой кислоты придает ей летучесть. Предполагают, что метилжасмонат (как и этилен) через воздух действует на соседние расте­ния, «информируя» их о «нападении» патогенов. Растительное сообщество «за­ранее узнает» об инфекции и «принимает защитные меры».

Рис. 7.23. Биосинтез жасминовой кислоты:

1 — окисление линоленовой кислоты до ее эпоксипроизводного; 2 — циклизация углеродного скелета — ключевой этап биосинтеза жасминовой кислоты; 3 — заключительные этапы биосинтеза с укорочением углеродного скелета; 4 — об­разование кукурбиновой и тубероновой кислот — физиологически активных аналогов жасмино­вой кислоты; 5— депонирование в форме неактивных гликозидов; 6— этерификация позволяет увеличить летучесть жасмоната, что важно для передачи сигнала другим растениям