Physicochemical and catalytic properties of homogeneous isoforms of γ-hydroxybutyrate dehydrogenase from maize (Zea mays L.)

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

γ-Hydroxybutyrate dehydrogenase (GBDH) is an enzyme belonging to the oxidoreductase class, catalyzing the reversible conversion of succinic semialdehyde (SSA) to γ-hydroxybutyric acid (GHB). It has been established that in maize seedlings, GBDH has mitochondrial (73.7%) and cytoplasmic localization (26.3%). Two homogeneous preparations of GBDH isoforms were obtained from 7-day-old maize seedlings. The purified GBDH1 preparation had a native molecular mass of 60.3 kDa (Mr of individual subunits ~15 kDa). GBDH2, a heteromer with a molecular mass of ~286 kDa, consisted of subunits with Mr ranging from 52 to 66 kDa. The optimal pH values for the obtained enzymes differed: for GBDH1, the optimum pH for the oxidation reaction of γ-hydroxybutyrate was 9.0, while for GBDH2, the optimum pH was 7.0. The kinetics of the enzymatic reaction of GHB conversion to succinic semialdehyde follows the Michaelis-Menten equation. The Km value for GBDH1 with γ-hydroxybutyric acid was 0.31 ± 0.01 mM, and for NAD+ it was 0.47 mM ±0.02. For GBDH2, the Km value with the substrate GHB was 0.7 ± 0.03 mM, and the Km for NAD+ was 0.19 ± 0.01 mM. It was shown that CaCl2 and KCl increased the activity of GBDH1, while MgCl2 had a minor inhibitory effect. The catalytic activity of GBDH2 increased in the presence of CaCl2, KCl, and MgCl2. The study has both fundamental significance, expanding knowledge about the properties of GBDH and its role in plant cell metabolism, and applied significance — data on the mechanisms of regulation of GBDH work can be used to develop methods for increasing the productivity and resistance of plants to unfavorable environmental factors.

Sobre autores

G. Anokhina

Voronezh State University

Voronezh, 394006 Russia

E. Plotnikova

Voronezh State University

Voronezh, 394006 Russia

A. Eprintrsev

Voronezh State University

Email: bc366@bio.vsu.ru
Voronezh, 394006 Russia

Bibliografia

  1. Breitkreuz K.E., Allan W.L., Van Cauwenberghe O.R., Jakobs C., Talibi D., Andre B., Shelp B.J. //J. Biol. Chem. 2003. V. 278. № 42. P. 41552−41556. https://doi.org/10.1074/jbc.M305717200
  2. Eprintsev A.T., Anokhina G.B., Selivanova P.S., Moskvina P.P., Igamberdiev A.U. // Plants. 2024. V.13. № 18. P. 2651. https://doi.org/10.3390/plants13182651
  3. Busch K. B., Fromm H. // Plant Physiol. 1999. V. 121. № 2. P. 589−598. https://doi.org/10.1104/pp.121.2.589
  4. Weber H., Chételat A., Reymond P., Farmer E.E. // Plant J. 2004. V. 37. № 6. P. 877−888. https://doi.org/10.1111/j.1365-313X.2003.02013.x
  5. Ji J., Yue J., Xie T., Chen W., Du C., Chang E. et al. // Planta. 2018. V. 248. P. 675−690. https://doi.org/10.1007/s00425-018-2915-9
  6. Andriamampandry C., Siffert J.C., Schmitt M., Garnier J.M., Staub A., Muller C. et al. // Biochem. J. 1998. V. 334. № 1. P. 43−50. https://doi.org/doi: 10.1042/bj3340043
  7. Schaller, M., Schaffhauser, M., Sans, N. and Wermuth, B. // Eur. J. Biochem. 1999. V. 265. № 3. P. 1056−1060. https://doi.org/10.1046/j.1432-1327.1999.00826.x
  8. Hoover G.J., Prentice G.A., Merrill A.R., Shelp B.J. // Botany. 2007. V. 85. № 9. P. 896−902. https://doi.org/10.1139/B07-082
  9. Simpson J.P., Di Leo R., Dhanoa P.K., Allan W.L., Makhmoudova A., Clark S.M., et al. // J. Exp. Bot 2008. V. 59. № 9. P. 2545−2554. https://doi.org/10.1093/jxb/ern123
  10. Allan W.L., Simpson J.P., Clark S.M., Shelp B.J. // J. Exp. Bot. 2008. V. 59. № 9. P. 2555−2564. https://doi.org/10.1093/jxb/ern122
  11. Allan L.W., Peiris C., Bown A.W., Shelp B.J. // Canadian Journal of Plant Science. 2003. V. 83. № 4. P. 951−953. https://doi.org/10.4141/P03-085
  12. Fait A., Yellin A., Fromm H. // Communication in Plants: Neuronal Aspects of Plant Life. 2006. P. 171−185. https://doi.org/10.1007/978-3-540-28516-8_12
  13. Tay E., Lo W. K. W., Murnion B. // Subst. Abuse Rehabil. 2022. V. 13. P. 13−23. https://doi.org/10.2147/SAR.S315720
  14. Trainer M.A., Charles T.C. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2006. V. 71. № 4. P. 377−386. https://doi.org/10.1007/s00253-006-0354-1
  15. Плотникова Е.В., Анохина Г.Б., Епринцев А.Т., Вандышев Д.Ю. // Вестник Воронежского государственного университета Серия: Химия. Биология. Фармация. 2023. № 3 С. 25−30.
  16. Kaufman E.E., Nelson T. // Neurochem. Res. 1991. V. 16. P. 965−974. https://doi.org/10.1007/BF00965839
  17. Taxon E.S., Halbers L.P., Parsons S.M. // BBA-Proteins and Proteomics. 2020. V. 1868. № 5. P. 140376. https://doi.org/10.1016/j.bbapap.2020.140376
  18. Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: Электрофорез и ультрацентрифугирование, М.: Наука, 1981. 288 с.
  19. Pathuri I.P., Reitberger I.E., Hückelhoven R., Proels R.K. // J. Exp. Bot. 2011. V. 10. P. 3449–3457. https://doi.org/10.1093/jxb/err017
  20. Попов В.Н., Епринцев А.Т., Федорин Д.Н. // Физиология растений. 2007. Т. 54. № 3. С. 409‒415.
  21. Епринцев А.Т., Федорин Д.Н., Селиванова Н.В., Ву Т.Л., Махмуд А.С., Попов В.Н. // Физиология растений. 2012. Т. 59. № 3. С. 332–340.
  22. Jelski W., Laniewska-Dunaj M., Orywal K., Kochanowicz J., Rutkowski R., Szmitkowski M. // Neurochem Res. 2014. V. 39. P. 2313–2318.
  23. Детерман Г. Гель-хроматография. М.: Мир, 1970. C. 252.
  24. Tulchin N., Ornstein L., Davis B.J. // Anal. Biochem. 1976. V. 72. № 1−2. P. 485−490. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90558-3
  25. Молекулярно-генетические и биохимические методы в современной биологии растений / Под.ред. Вл.В. Кузнецова, В.В. Кузнецова, Г.А. Романова. Эл. Издание. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. С. 487
  26. Маурер Г. Диск-электрофорез: Теория и практика электрофореза в полиакриламидном геле. Пер. с нем. М.: Мир, 1971. С. 248.
  27. Гааль Э., Медьеши Г., Верецкеи Л. Электрофорез в разделении биологических макромолекул. М.: Мир, 1982. C. 446.
  28. Laemmly U.K. // Nature. 1970. V. 77. № 4. P. 680−683. https://doi.org/10.1038/227680a0
  29. Shevchenko A., Wilm M., Vorm O., Mann M. // Anal. Chem. 1996. V. 68. № 5. P. 850−858. https://doi.org/10.1021/ac950914h
  30. Zarei A., Brikis C.J., Bajwa V.S., Chiu G.Z., Simpson J.P. et al. // Frontiers in Plant Science. 2017. V. 8. P. 1399. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01399
  31. Bouché N., Fait A., Bouchez D., Moller S.G., Fromm H. // PNAS. 2003. V. 100. № 11. P. 6843−6848. https://doi.org/10.1073/pnas.1037532100
  32. Shelp B.J., Allan W.L., Faure D. //Plant-Environment Interactions From Sensory Plant Biology to Active Plant Behavior. / Ed. F. Baluska. Springer, 2009. P. 73−84. https://doi.org/10.1007/978-3-540-89230-4_4
  33. Bravo D.T., Harris D.O., Parsons S.M. // Journal of Forensic Sciences. 2004. V. 49. № 2. P. 379−387.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».