Введение к работе
Актуальность проблемы. Растения, в частности злаки, являются основными источниками продовольственного и кормового белка, который в рационе человека составляет от одной трети до половины потребляемого количества, э в рационе сельскохозяйственных животных - более двух третей (Кретович, Токарева, .1978; Рядчиков, 1978). Ежегодно дефицит кормового белка в нашей стране составляет свыше 7 ыдн. тонн, что при условии недостаточной биологической ценности злаковых белков из-за низкого содержания лизина приводит к значительному перерасходу зерна, измеряемому десятками миллионов тонн (Левицкий, 1987). В связи с этим проблема увеличения количества и повышения качества растительного белка является одной иа основних задач науки и практики (Созинов, 1985).
Запасные белки злаков, проламины, составляй! до 60% всех белков злаковых культур. Эти белки значительно отличаются по своим физико-химическим свойствам от других известных белков и во многом определяют общее количество белка в зерне в целом, его полноценность и переваримость, технологические свойства муки (Кокарев, 1980). Проламины являются естественными субстратами для протеолитических ферментов растительного и животного происхождения, поэтому изучение основных закономерностей их ферментативного гидролиза представляет весомненный теоретический и практический интерес.
Факт наличия протеолитических ферментов в семенах злаков известен сравнительно давно (Мосолов, 1971; Козьмина, 1978; Левицкий, 1982), однако их биохимические свойства и физиологическая роль изучены мало. Вместе с тем процесс биосинтеза и накопления белка, в частности проламинов, в созревающей зерновке, формирование питательных и технологических свойств муки протекают на фоне изменяющейся активности протеиназ и их ингибиторов. В связи с этим исследование диалектической взаимосвязи между этими процессами и изучение роли протеолиза в определении количества и качества белка в зерне являются важными задачами, имеющими как теоретическое, так и практическое значение.
цель и задачи исследований. Целью работы явилось определение взаимосвязи между процессами протеолиза проламинов и количественно-качественными показателями этих белков.
В работе решались следующие основные задача:
2.
-
Выделить и изучить свойства лротеолитичесиих ферментов и ингибиторов протеиназ из зерна злаков.
-
Исследовать связь системы протеолиза с накоплением белка в зерне и на этой основе сформулировать новую концепцию высокобелковое злаков.
-
Исследовать связь системы протеолиза с накоплением высо-колизивовых белков и определить новые теоретические и методические подходы к решению проблемы высоколизиновости злаков.
-
Изучить взаимосвязь между протеолизом и биохимическими свойствами клейковины сортов озимой мягкой пшеницы, различающихся по хлебопекарным свойствам.
5. Сравнить методы получения препаратов проламинов.
Научная новизна работы. Выделены в очищенном состоянии и
изучены биохимические свойства ряда растительных протеолитичес-ких ферментов и ингибиторов протеиназ. В созревающей зерновке паеницы обнаружена низкомолекулярнзя протеаза, расщепляющая про-ламины. В хроматине и эндосперме злаков обнаружена протеиназа, расщепляющая гистоны и выявлен ее белковый ингибитор. Впервые обоснована научная концепция участия системы протеолиза в регуляции накопления запасных белков злаков. Установлена высокая корреляция между содержанием белка в зерне озимой пшеницы и уровнем ингибиторов. Обосновано участие системы протеолиза в определении такого свойства зерна ячменя как высоколизиновость. Показано, что хлебопекарные качества озимой пшеницы в значительной степени обусловлены устойчивостью к протеолизу и -фракции проламинов ( s-бедных глиадинов), зависящей от ее аминокислотного состава. Показана связь уровня ингибиторов в зерне пшеницы с устойчивостью к фитоаэболеваниям.
Практическая значимость работы. Предложен способ отбора высокобелковых генотипов озимой пшеницы по уровню ингибитора трипсина в зерне. Разработана методика выявления лиз-гена из Хайпро-ли в гибридах ячменя по соотношению ингибиторов трипсина и химо-трилсшіа. Разработан ферментативный метод определения перевари-цости зерновых белков, пригодный для определения кормовых достоинств зерна. Рекомендованы эффективные методы получения чистых препаратов проламинов. Разработан или усовершенствован ряд методов определения и выделения протеиназ и их ингибиторов из вориа злаков.
3.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературных данных (I глава), экспериментальной части (5 глав), заключения, выводов, списка литературы (ЗП источников) и приложения. РзОота изложена на 302 страницах машинописного текста, содержит 60 рисунков и 78 таблиц.
