Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Исследовано влияние стрессовых воздействий (дефицита воды, высокотемпературного стресса) и донора оксида азота натрий μ2-дитиосульфато-тетранитозилдиферрат тетрагидрата Na2 [Fe2 (S2O3)2 (NO)4]2 × 4H2O (ТНКЖ-тио) на жирнокислотный состав и биоэнергетические характеристики митохондрий 5-дневных этиолированных проростков гороха. Стрессовые воздействия вызывали активацию ПОЛ в мембранах митохондрий. При этом значительные изменения происходили в содержании С18 и С20 жирных кислот (ЖК). Снижение содержания линолевой и линоленовой кислот – одних из основных ЖК, входящих у высших растений в состав кардиолипина, по-видимому, вызывало снижение максимальных скоростей окисления НАД-зависимых субстратов. Обработка семян гороха 10-6М ТНКЖ-тио предотвращала активацию ПОЛ, изменение жирнокислотного состава мембран митохондрий и способствовала сохранению биоэнергетических характеристик этих органелл. Предупреждая снижение энергетического метаболизма ТНКЖ-тио, вероятно, обладает адаптогенными свойствами, которые. отразились и на физиологических показателях, а именно на росте проростков. Обработка семян и проростков гороха исследуемым препаратом предотвращала торможение роста корней и побегов в условиях дефицита воды. На основании полученных данных можно прийти к заключению, что протекторные свойства ТНКЖ-тио обусловлены его антиоксидантной активностью.
доноры оксида азота, дефицит воды, тепловой стресс, митохондрии, жирные кислоты
1. Иванова Т.В., Воронков А.С., Кузнецова Э.И., Кумахова Т.Х., Жиров В.К., Цыдендамбаев В.Д. Жирные кислоты липидов перикарпия Cydonia oblonga Mill. и Mespilus germanica L. вовлекаются в адаптацию растений к условиям высотной поясности. ДАН, 2019, т. 486, № 5, с. 620-625.
2. Живетьев. М.А., Граскова И.А., Дударева Л.В., Столбикова А.В., Войников В.К. Изменение жирнокислотного состава растений при гипотермической адаптации. Journal of Stress Physiology & Biochemistry. 2010, т. 6, № 4, с. 51-65.
3. Hou Q., Ufer G., Bartels D. Lipid signalling in plant responses to abiotic stress. Plant Cell Environ., 2016, vol. 39, no. 5, pp. 1029-48, doi:https://doi.org/10.1111/pce.12666.
4. Okazaki Y, Saito K. Roles of lipids as signaling molecules and mitigators during stress response in plants. Plant J., 2014, vol. 79, no. 4, pp. 584-96, doi:https://doi.org/10.1111/tpj.12556.
5. Грабельных О.И., Кириченко К.А., Побежимова Т.П., Боровик О.А., Павловская Н.С., Любушкина И.В., Королева Н.А., Войников В.К Устойчивость проростков озимой пшеницы к кратковременному действию отрицательной температуры может быть обусловлена активацией разобщающих белков и АТФ/АДФ антипортера. Биол. мембраны, 2014, т. 31, № 3.
6. Pastore D. The Enigmatic Metabolite Transport in Plant Mitochondria Lacking Proton Motive Force - news from Durum Wheat Mitochondria. Bioenergetics, 2014, vol. 3, no 3, pp. 121-122, doi:https://doi.org/10.4172/2167-7662.1000e121.
7. Ayala A., Muñoz M. F., Argüelles S. Lipid Peroxidation: Production, Metabolism, and Signaling Mechanisms of Malondialdehyde and 4-Hydroxy-2-Nonenal. Oxid Med. Longev., 2014, vol. 2014, pp. 2-67, doi:https://doi.org/10.1155/2014/360438.
8. Taylor N.L., Heazlewood J.L, Day D.A., Millar A.H. Differential Impact of Environmental Stresses on the Pea Mitochondrial Proteome. Mol Cell Proteomics, 2005, vol. 4, no. 8, pp. 1122-1133, doi:https://doi.org/10.1074/mcp.M400210-MCP200.
9. Zhigacheva I.V., Burlakova E. B. Plant Growth and Development Regulators and Their Effect on the Functional State of Mitochondria. Chemistry and Technology of Plant Substances. Chemical and Biochemical Aspects/ Ed. Ed Kutchin A.V., Shishkina L.N., Weisfeld L.I. Oakville: Apple Academic Press, 2017, chapter 12, pp. 243-278, doi: https://doi.org/10.1201/9781315207469-15.
10. Мамаева А.А., Фоменков А.В., Носов И.Е., Мошков Л.А., Мур Ж., Холл М.А., Новикова Г.В. Регуляторная роль оксида азота в растениях. Физиол. Растений. 2015, т. 62, № 4, с. 459-474.
11. Shi H., Ye T., Zhu J.K., Chan Z. Constitutive production of nitric oxide leads to enhanced drought stress resistance and extensive transcriptional reprogramming in Arabidopsis. J. Exp. Bot., 2014, vol. 65, pp. 4119-4131, doi:https://doi.org/10.1093/jxb/eru184.
12. Nabi R.B.S., Tayade R., Hussain A., Kulkarni K.P., Imran Q.M., Bong-Gyu Mun. Nitric oxide regulates plant responses to drought, salinity, and heavy metal stress. Environmental and Experimental Botany, 2019, vol. 161, pp. 120-133, doi:https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2019.02.003.
13. Ванин А.Ф. Динитрозильные комплексы железа с тиол-содержащими лигандами: физико-химия, биология, медицина. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2015, 220 с.
14. Hasanuzzaman M.K., Nahar K., Alam Md.M., M. Fujita M. Exogenous nitric oxide alleviates high temperature induced oxidative stress in wheat (Triticum aestivum L.) seedlings by modulating the antioxidant defense and glyoxalase. Australian J. Crop Science, 2012, vol. 6, no. 8, pp. 1314-1323.
15. Seabra A.B., Oliveira H.C. How nitric oxide donors can protect plants in a changing environment: what we know so far and perspectives. AIMS Molecular Science, 2016, vol. 3, no. 4, pp. 692-718, doi:https://doi.org/10.3934/molsci.2016.4.692.
16. Санина Н.А., Алдошин С.М. Строение и свойства нитрозильных комплексов железа с функциональными серосодержащими лигандами. Изв. РАН, Сер., Хим, 2011, т. 7, с. 1199-1205.
17. Zhou B., Guo Z., Xing J., Huang B. Nitric oxide is involved in abscisic acid-induced antioxidant activities in Stylosanthes guianensis. J. Exp. Bot., 2005, vol. 56, pp. 3223-3228, doi:https://doi.org/10.1093/jxb/eri319.
18. Попов В.Н., Руге Э.К., Старков А.А. Влияние ингибиторов электронного транспорта на образование активных форм кислорода при окислении сукцината митохондриями гороха. Биохимия, 2003, т. 68, № 7, с. 910-916.
19. Fletcher B.I., Dillard C.D., Tappel A.L. Measurement of fluorescent lipid peroxidation products in biological systems and tissues. Anal. Biochem., 1973, vol. 52, pp. 1-9.
20. Wang J., Sunwoo H., Cherian G., Sim I.S. Fatty acid determination in chicken egg yolk. A comparison of different methods. Poultary science, 2000, vol. 79, pp. 1168-1171, doi:https://doi.org/10.1093/ps/79.8.1168.
21. Carreau J.P., Dubacq J.P. Adaptation of macroscale method to the microscale for fatty acid methyl transesterification of biological lipid extracts. J. Chromatogr., 1979, vol. 151, pp. 384-390.
22. Golovina R.V., Kuzmenko T.E. Thermodynamic Evaluation Interaction of Fatty Acid Methyl Esters with Polar and Nonpolar Stationary Phases, Based on Their Retention Indices. Сhromatogr., 1977, vol. 10, no. 9, pp. 545-546, doi:https://doi.org/10.1007/BF02262915.
23. Жигачева И.В., Васильева С.В., Генерозова И.П., М.М. Расулов М.М. Тетранитрозильный биядерный комплекс железа повышает устойчивость проростков гороха и клеток E. coli к стрессовым воздействиям. Биологические мембраны, 2020, т. 37, № 2, с. 149-153.
24. Макаренко С.П., Константинов Ю.М., Хотимченко С.В., Коненкина Т.А., Арзиев А.Ш. Жирнокислотный состав липидов митохондриальных мембран у представителей культурных (Zea Mays) и дикорастущих (Elymus Sibirieus) злаков. Физиол. растений, 2013, т. 60, № 2, с. 205-213.
25. Gigon A., Matos A.R., Laffray D., Zuily-Fodil Y., Pham-Thi A.T. Effect of drought stress on lipid metabolism in the leaves of Arabidopsis thaliana (ecotype Columbia). Ann Bot 2004, vol. 94, no 3, pp. 345-351, doi:https://doi.org/10.1093/aob/mch150.
26. Leone A., Costa A., Grillo S., Tucci M., Horvarth I., Vigh L. Acclimation to Low Water Potential Determines Changes in Membrane Fatty Acid Composition and Fluidity in Potato Cells. Plant Cell Environ., 1996, vol. 19, pp. 1103-1109, doi:https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.1996.tb00218.x.
27. Жигачева И.В., Бинюков В.И., Миль Е.М., Крикунова Н.И., Расулов М.М., Албантова А.А., Генерозова И.П. Натрий μ2-дитиосульфато-тетранитрозилдиферрат тетрагидрат повышает устойчивость проростков гороха к тепловому стрессу. Физиол. Растений, 2022, т. 69, № 2. с. 198-207.
28. Saidi Y., Peter M., Finka A., Cicekli C., Vigh L., Goloubinoff P. Membrane lipid composition affects plant heat sensing and modulates Ca2+ -dependent heat shock response. Plant Signal Behav, 2010, vol. 5, no. 12, pp. 1530-1533, doi:https://doi.org/10.4161/psb.5.12.13163.
29. Falcone D.L., Ogas J.P., Somerville Ch.R. Regulation of membrane fatty acid composition by temperature in mutants of Arabidopsis with alterations in membrane lipid composition. BMC Plant Biol., 2004, vol. 4, pp. 17-24, doi:https://doi.org/10.1186/1471-2229-4-17.
30. Плехова Н.Г., Сомова Л.М. Физиологическая роль оксида азота при инфекционном процессе. Успехи физиологических наук, 2012, т. 43, № 3, с. 62-81.
31. Файнгольд И.И., Котельникова Р.А., Смолина А.В., Полетаева Д.А., Солдатова Ю.В., Покидова О.В., Садков А.П., Санина Н.А., Алдошин С.М. Антиоксидантная активность тетранитрозильного комплекса железа с тиосульфатными лигандами и его влияние на каталитическую активность митохондриальных ферментов в опытах in vitro. ДАН, 2019, т. 488, № 5, с. 571-575.
32. Hancock J.T., Neill S.J. Nitric oxide: Its generation and interactions with other reactive signaling compounds. Plants (Basel), 2019, vol. 8, no. 2, рp. 41, doi:https://doi.org/10.3390/plants8020041307598233641.
33. Groß F., Durner J., Gaupels F. Nitric oxide, antioxidants and prooxidants in plant defence responses. Front Plant Sci, 2013, vol. 4, pp. 419, doi:https://doi.org/10.3389/fpls.2013.00419.
34. Oemer G., Lackner K., Muigg K., Krumschnabel G., Watschinger K., Sailer S., Lindner H., Gnaiger E., Wortmann S.B., Werner E.R., Zschocke J., Kelle M.A. Molecular structural diversity of mitochondrial cardiolipins. PNAS, 2018, vol. 115, no. 16, pp. 4158-4163, doi: 0.1073/pnas.1719407115.
35. Цыдендабаев В.Д., Иванова Т.В., Халилова Л.А., Куркова Е.Б., Мясоедов Н.А., Балнокин Ю.В. Жирнокислотный состав липидов вегетативных органов галофита Suaeda Altissima при разном уровне засоления. Физиология растений, 2013, т. 60, с. 700-711.
36. Bach L., Faure J.D. Role of very-long-chain fatty acids in plant development, when chain length does matter. C R Biol., 2010, vol. 333, no. 4, pp. 361-370, doi:https://doi.org/10.1016/j.crvi.2010.01.014.
37. Bach L., Gissot L., Marion J. et al. Very-long-chain fatty acids are required for cell plate formation during cytokinesis in Arabidopsis thaliana. J. Cell. Sci., 2011, vol. 124, no. 19, pp. 3223-3234, doi:https://doi.org/10.1242/jcs.074575.
