Введение к работе
Актуальность темы. ПтеринсодеркащиЯ молибдокофактор (Мо-со), представляет собой молибдоптерии в тетрагидрофзрме и является активным центром больпой группы окислительно-восстановительных ферментов участвующих в метаболизме нитратов, пуринов, альдегидов и других соединений, игравших важную роль в жизнедеятельности микроорганизмов, грибов, водорослей, растений, животных и человека.
Молибдокофактср растений мало изучен, а сведения о Мо-со бобовых растений, а также его возможной корреляции с физиолого-биохимическими показателями, связанными с их продуктивностью и качеством зерна в литературе отсутствуют. Не изучен вопрос о влиянии нитратов на биосинтез Мо-со в растениях. В вегетативних органах растений Мо-со представлен, в основном, в форме двух известных .ферментов: нитратредуктазы (HP) и ксантиндегвдрогеназн (НДГ), участвующих в метаболизме азота. Однако, многие важные вопросы, связанные с биосинтезом и регуляцией этих ферментных систем остаются неисследованными, один из которых макет ли Мо-со лимитировать нитратредуктазную активность при возрастающих уровнях нитратного питания. Выяснение этого вопроса представлялось немаловажным и в связи с остро стоящей проблемой "занитрачивания'* сельскохозяйственной продукции.
Интерес к Мо-со был также обусловлен тем, что его недостаток и нарушения в биосинтезе приводят к ряду тяжелых авболеваний у животных и человека. В этой связи изучение Мо-со растений представляет определенный практический интерес и для медицины как возможного источника при получении препаратов для леченая ряда урологических и неврологических заболеваний.
Цель и задача исследований. В связк с вышесказанным была поставлена цель: изучить Мо-со некоторых злаковых и бобовых растений.
- 2 -В задачу работы входило выяснить: 1)может ли Мо-со быть лимитирующим фактором HP активности растений при возрастающих уровнях нитратного питания; 2) молекулярнкв формы Мо-со в растениях; 3)возможнув корреляцию между содержанием Ыо-со в растениях с их продуктивностью и качеством зерна, физиологе—биохимическими особенностями; 4)нсслодованиб Мо-со, аккумулированного в семенах, как возможного источника для его выделения, изучения свойств и дальнейшего использования в медицине.
Научная новизна. В работе впервые получено систематическое экспериментальное доказательство того, что лимитирование HP активности в листьях изученных растений, не вызывается недостатком Мо-со.
Б присутствии нитратов в листьях исследованных растений обнаружен сверхсинтез Ыо-со и его неактивного предиестввншша (молибдоптвряна
Впервые обнаружено, что возрастающие концентрации нитратов і питательной среде значительно снижают содержание Мо-со в зерне ячмен* и пшеницы.
В листьях изученных растений впервые обнарукен и изучаг Ыо-са=содэр2эдр$ белок молекулярной массы 400 кДа, способны! восстанавливать шігротетразолиевнн синай (НЇС) и увеличивавдии свої електротранспортную активность при повышении концентрации нитратов і среде.
Впервые показано, что возрастающие дозы нитратов могу стимулировать активность не только HP, но твкке и другоп Ыо-со=содаргащэго фермента - КЦТ. В листьях исследуемых растенк обнаружена безиолибденовая форма КЦТ.
В покоящихся семенах гороха, люпина и фасоли впервые обнаружв мдлибдокофактор.
Содержание Мо-со в семенах генотипов гороха коррелирует вктивностьо HP, продуктивностью семян я содержанием в них сырог
протеина.
Обнаружено, что в покоящихся семенах гороха преобладающая часть активного Мо-со связана с белком молекулярной массы 67 кДа, отличающегося по флюоресценции от известных типов кофактора.
Модифицированы методы определения Мо-со и IIP, позволяющие обнаружить в 5-13 и 3-19, соответственно, раз большую активность этих показателей, тем при стандартном их определении.
Практическая ценность. Установление факта, что Мо-со не лимитирует HP активность растений при возраствщих уровнях нитратного питания может Сыть использовано, в дальнейшем при разработке биохимически обоснованной теории "занитрачиввния" растений.
Установление корреляций между содержанием Мо-со в семенах бобовых и некоторыми физиолого-биохимическими свойствами растений, делает возможным применение этого показателя в качестве теста в селекционно-генетической работе при оценке продуктивности и,качества семян генотипов.
Семена генотипов гороха, с высоким содержанием Мо-со могут быть їспользоваян в качестве источника для его выделения, изучения свойств, :труктуры и дальнейшего применения в медицине.
Модифицированныэ методы определения содержания Ыо-со и HP активности могут найти применение в ходе дальнейшего изучения софактора и ассимиляция нитратов.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из пзедениия, обзора литературы, материалов и методов исследований, жспериментальной части, заключения, выводов и списка цитированной ютературы (148 наименований). Объем работы 130 страниц, включая 28 іисунков и 8 таблиц.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Втором ісессвзнйм съезде обсества физиологов растений (Минск 1990); на XI
Всесоюзной конференции "Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицина" (Самарканд 1990); на Всесоюзном совещании "Проблема азота в интенсивном земледелии" (Новосибирск 1990); на Всесоюзной конференции "Физиолого-генетические механизмы регуляции азотного питания растения:" (Киев 1991), а также в Институте зернобобовых и крупяных культур на расширенном коллоквиуме лабораторий биохимии, физиологии, селекции и генетики бобовых культур (Орел 1991). Материалы работы докладывались также на конкурсе'Института биохимии им.А.Н.Баха РАН в 1991 г (отмечены III премией).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ и получено решение на выдачу авторского свидетельства на изобретение.