Введение к работе
Актуальность темы. Растительные белковые ингибиторы протеолитических ферментов привлекают внимание исследователей по целому ряду причин. С одной стороны это нежелательные компоненты в пищевых продуктах и кормах, препятствующие перевариванию белка, с другой показано их участие в формировании механизмов устойчивости растений к болезням и вредителям. Кроме того в последнее время активно изучается способность этих белков подавлять развитие заболеваний, связанных с гиперпротеолизом, в частности, онкологических. Белки, ингибирующие протеиназы, имеются у многих растений, однако у бобовых они представлены в большем количестве. Наиболее изученным является соевый ингибитор трипсина Кунитца. Встречается несколько форм этого ингибитора в зависимости от происхождения сортов сои. Актуальной проблемой остаётся изучение форм ингибитора Кунитца в продуктах переработки сои. Второй тип ингибиторов протеиназ бобовых - ингибитор трипсина и химотрипсина Баумана-Бирк (ИББ). К настоящему времени получены данные о формах этого ингибитора и его изменчивости у видов и сортов. Однако до сих пор эти сведения фрагментарны и противоречивы.
Цель и задачи исследования. Цель работы - изучить гетерогенность и полиморфизм ингибиторов протеиназ двух важных сельскохозяйственных культур сои и гороха. Были поставлены следующие задачи:
подобрать и модифицировать методы для исследования состава и изменчивости ИББ, позволяющие осуществлять скрининг генетических коллекций и анализировать исходный и селекционный материал;
изучить сортовую и внутрисортовую изменчивость ИББ, а также зависимость их состава от года и места репродукции;
оценить возможность отбора высоко- и низкоингибиторных сортов сои и гороха;
изучить возможности выделения активных форм ингибитора трипсина Кунитца из соевой сыворотки, как отхода при производстве белковых изолятов.
Научная новизна работы. Метод желатиновых реплик, предложенный ранее для злаков, впервые апробирован на бобовых и показана его перспективность для скрининга коллекционного и селекционного материала на состав ИББ. Обнаружено значительное разнообразие сортов сои и гороха по составу ИББ.
Показано, что ацетоновая фракция белков семян сои, обогащенная ИББ, обладает более выраженной сортовой специфичностью, чем состав запасных белков и состав фрагментов ДНК, выявляемый методом RAPD.
Практическая значимость работы. Апробированные и модифицированные методы электрофореза, желатиновых реплик и иммуноблоттинга открывают возможность для скрининга коллекций, оценки и отбора (в том числе на индивидуальных семенах с сохранением их жизнеспособности) исходного и селекционного материала на состав и активность ИББ. Среди исследованных коллекционных образцов сои и гороха обнаружены сорта без ИББ или с одним - двумя компонентами, которые могут быть использованы в селекции на улучшение пищевых и кормовых достоинств, а также сорта с большим числом интенсивных компонентов ИББ, перспективные в качестве сырья для фармацевтической промышленности. Показана возможность выделения активных форм ингибитора Кунитца из соевой сыворотки.
Апробация работы. По результатам исследований опубликованы 3 работы. Две находятся в печати. Основные материалы диссертации были доложены на Международной научно-практической конференции «Люпин и амарант - источники новых пищевых и диетических продуктов» 28-31 октября 1996, Санкт-Петербург, конференции аспирантов и молодых учёных ВИР 24 марта 1997 г., Санкт-Петербург и 5 Международном Симпозиуме «Пищевые белки», 1-4 сентября 1997 г., Потсдам, Германия.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 110 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. В ней содержатся 14 таблиц и 26 рисунков. Библиографический указатель содержит 110 наименований, в том числе 83 на иностранных языках.
