Физико-химические и каталитические свойства гомогенных изоформ γ-гидроксибутиратдегидрогеназы из кукурузы (Zea mays L.)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

γ-Гидроксибутиратдегидрогеназа (ГБДГ) — фермент класса оксидоредуктаз, катализирующий обратимое превращение сукцинилового полуальдегида (ССА) в γ-гидроксимасляную кислоту (ГОМК). Установлено, что в проростках кукурузы ГБДГ имеет митохондриальную (73.7%) и цитоплазматическую локализацию (26.3%). Получены два гомогенных препарата изоформ ГБДГ из 7-дневных проростков кукурузы. Очищенный препарат ГБДГ1 имел молекулярную массу нативной молекулы 60.3 кДа (Мr отдельных субъединиц ~15 кДа). ГБДГ2 — гетеромер с молекулярной массой ~ 286 кДа состоял из субъединиц с Mr в диапазоне от 52 до 66 кДа. Оптимальные значения рН полученных ферментов различались: для ГБДГ1 по реакции окисления γ-гидроксибутирата — 9.0, для ГБДГ2 оптимум рН — 7.0. Кинетика ферментативной реакции превращения ГОМК в сукциниловый семиальдегид подчиняется уравнению Михаэлиса-Ментен. Значение Км для ГБДГ1 по γ-гидроксимасляной кислоте составило 0.31 ± 0.01 мМ, а по НАД+ − 0.47 мМ ± 0.02. Для ГБДГ2 величина Км с субстратом ГОМК составляла 0.7 ± 0.03 мМ, Км по НАД+ 0.19 ± 0.01 мМ. Показано, что CaCl2 и KCl увеличивали активность ГБДГ1, в то время как MgCl2 оказывал незначительное ингибирующее действие. Каталитическая активность ГБДГ2 увеличивалась как в присутствии CaCl2, KCl, так и MgCl2. Проведенное исследование имеет как фундаментальное значение, расширяя знания о свойствах ГБДГ и ее роли в метаболизме растительной клетки, так и прикладное — данные о механизмах регуляции работы ГБДГ могут быть использованы для разработки методов увеличения продуктивности и устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды.

Об авторах

Г. Б. Анохина

Воронежский государственный университет

Воронеж, 394018 Россия

Е. В. Плотникова

Воронежский государственный университет

Воронеж, 394018 Россия

А. Т. Епринцев

Воронежский государственный университет

Email: bc366@bio.vsu.ru
Воронеж, 394018 Россия

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 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».