Л. Х. Гордон доктор биологических наук, профессор
ЛИПОКСИГЕНАЗНАЯ СИГНАЛЬНАЯ СИСТЕМА
жүктеу/скачать 3,42 Mb. Pdf көрінісі
|
| ЛИПОКСИГЕНАЗНАЯ СИГНАЛЬНАЯ СИСТЕМА
Известно, что многие мембранные липиды (в особенно- сти фосфолипиды) могут освобождать входящие в их состав жирные кислоты в ходе реакций, катализируемых липаза- ми, например фосфолипазами А 2 . Фосфолипазы А 2 активи- руются патогенами, стрессовыми фитогормонами, элисито- рами, абиогенными стрессорами [Mueller et al., 1993; Creelman, Mullet, 1995; Conconi et al., 1996; Гречкин, Тарчев- ский, 1999]. Освободившиеся из сложных липидов линоле- вая и особенно линоленовая кислоты являются субстратами липоксигеназной сигнальной системы (рис. 15). Ее название обязано ферментам, катализирующим присоединение мо- лекулярного кислорода к одному из атомов углерода цис, цис-пентадиенового радикала жирных кислот в клетках ми- кроорганизмов, растений и животных. В результате проис- ходит образование гидропероксидного производного, у ко- торого наблюдается изменение г<мс-конфигурации двойной связи в транс-конфигурацию. Большинство растительных липоксигеназ отличается высокой специфичностью, окис- ляя линолеат и линоленат по положению С-9 или С-13 (9- и 13- липоксигеназы). Наиболее отзывчиво изменение экс- прессии и активности 13-липоксигеназ [Eiben, Slusarenko, 1994; Royo et al., 1996]. Субстратами липоксигеназ могут быть не только свободные ненасыщенные жирные кисло- ты, но и находящиеся в составе запасных триацилглицери- нов [Feussner et al., 1997а] и фосфолипидов [Brash et al., 1987] (рис. 16). Гидроперекиси жирных кислот в ходе пероксигеназной реакции с ненасыщенными кислотами превращаются в эпо- ксидные формы и гидроксипроизводные (рис. 17) [Vick, Zimmerman, 1987; В1ее,1996]. Это путь синтеза мономерных субстратов гетерополимера кутина [В lee, 1995] - основного Рис. 15. Схема функционирования липоксигеназной сигнальной системы ГПО-ПЖК - гидропероксиформы полиеновых жирных кислот; ЖК — жасмоновая кислота; ЛФ — лизофосфатиды; МФЛ — мембранные фосфолипиды; ПЖК - полиеновые жирные кислоты; окси-эпокси- ПЖК - гидроксилированные и эпоксидированные формы ПЖК; ПК - протеинкиназы; ФДК - фитодиеновая кислота; ФЛА 2 - фосфолипаза А 7 ; С 6 , С 9 , С 12 - шести-, девяти- и двенадцатиуглеродные продукты лиазных реакций превращения ГПО-ПЖК. Остальные обозначения - см. рис. 6 Рис. 16. Липоксигеназное превращение свободной (слева) и находящейся в составе фосфолипида (справа) линоленовой кислоты 13- ЛОГ - 13-липоксигеназа; ФЛА 2 - фосфолипаза А 2 Рис. 18. Гидропероксидлиазные реакции липоксигеназного мета- болизма 9- ЛОГ и 13-ЛОГ - соответственно 9- и 13-липоксигеназы Рис. 17. Пероксигеназные реакции превращения гидроперокси- линолената компонента кутикулы, являющейся защитным покровом надземных органов растений. Важную роль в липоксигеназном метаболизме играют гидропероксидлиазы высших растений, катализирующие превращение 9-гидропероксилинолеата или 9-гидроперок- силинолената в С 9 - альдегиды и С 9 - альдокислоты (рис. 18), а также 13-гидропероксилинолеата или 13-гидропероксили- нолената в С 6 - альдегиды и С 12 - альдокислоты [Gardner, 1991]. С 6 - и С 12 - соединения могут играть важную роль в за- щите растений от патогенов и адаптации к абиогенным стрессорам. К числу физиологически активных раститель- ных оксилипинов относятся 2(2)-додецен-1,12-дикарбокси- ловая (травматиновая) кислота и 12-оксо-10(Е)-додецено- вая кислота (травматин), идентифицированные ранее как раневые гормоны [Zimmerman, Coudron, 1979]. Они способ- ны индуцировать деление клеток и образование каллуса в местах повреждения растения. Еще одно близкое по струк- туре соединение - 12-гидрокси-9(2)-додеценовая кислота, было идентифицировано в экспериментах in vitro с пророст- ками гороха [Гречкин и др., 1987]. Она является активным стимулятором роста, вызывая прирост биомассы каллуса сои до 400% по сравнению с контролем. Продуктами актив- ности 13-гидропероксидлиазы также являются С 6 - альдеги- ды. Эти соединения, придающие специфический запах свежескошенной траве - 3(2)-гексеналь, 2(Е)- и 3(Е)-гексе- нали, образуются уже через 15 с после механического повреждения листьев [Hildebrand et al., 1990], а так же как продукты их восстановления - гексенолы (см. рис. 18). Под влиянием 9-гидропероксидлиазы из линолевой кислоты появ- ляется еще одна группа летучих 9-углеродных соединений Рис. 19. Реакция образования кетола и жасмоната из гидропер- оксилинолената АОС - алленоксидсинтаза; АОЦ - алленоксидциклаза (обусловливающих запах разрезанного огурца) - 2(Е)-ноне- наль и 3(2)-ноненаль. Линоленовая кислота образует 3(Z), 6(2)- нонадиеналь и 2(Е), 6(2)-нонадиеналь. Обнаружено превращение летучих альдегидов в нелету- чие: 4-гидрокси-2-гексеналь и 4-гидрокси-2-ноненаль, обла- дающие свойствами физиологически активных соединений [Gardner, Hamberg, 1993; Takamura, Gardner, 1996]. Алленоксидсинтаза катализирует образование кетолов [Grechkin et al., 1991a], способных затормаживать развитие патогенов (рис. 19). 13- Гидропероксилиноленат в ходе нескольких реакций может претерпевать циклизацию с образованием 12-оксо- 10,15(7)- фитодиеновой кислоты. В результате восстановле- ния двойной связи в цикле и ^-окисления она превращается жүктеу/скачать 3,42 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|