close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

230

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
А К А Д Е М И Я
НАУК
С С С Р
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ
ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ им.К.А.ТИМИРЯЗЕВА
На правах рукописи
В.П.ХОЛОДОВА
ТРАНСПОРТ И ЛОКАЛИЗАЦИЯ САХАРОЗЫ В
ТКАНЯХ КОРНЕЙ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
(3-IOI - физиология растений)
А в т о р е ф е р а т
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Москва, 1971
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
а '}Ллсаа
tciv,
-,>^?r-. '^PttLt'.cs.*<ti
Работа выполнена в лаборатории запасных отложений Ордена
Трудового Красного Знамени Института физиологии растений им.
К.А.Тимирязева АН СССР.
Научный руководитель:
проф. А.А. ПРОКОФЬЕВ
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, проф.
Д.М.П>ОДЗИНСКИЙ
кандидат биологических наук
О.А.ПАВЛИНОМ
Ведущее учреждение -
лаборатория фотосинтеза Ботани­
ческого Института АН СССР, Ле­
нинград.
Зашита диссертации состоится " "
декабря
1971г.
на заседании Ученого совета Института физиологии растений
им. К.А.Тимирязева АН СССР.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИнституАвтореферат разослан " / / ) *
ноября
1971 г.
Црооьба отзыва направлять по адресу: II707I, Москва
71, Ленинский проспект, 33, Институт физиологии расте "*:
. К.А. Тимирязева АН СССР, ученому секретарю кандидату :?,ологнчеоких наук В.И.Кефелн.
С?
а-.
',25
1
О
Л
X
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Транспорт Сахаров через клеточные мембраны является не­
обходимым звеноы функционирования каждого растительного орга­
низма. Трансмембраиный перенос Сахаров происходит на разных
втапах передвижения Сахаров по растению, начиная с выхода аз
хлоропластов в цитоплазму (Филиппова, Заленский, 1967), далее
при переходе из паренхишшх клеток в проводящие пути (Курга­
нов и др., 1967; Кирсанов, Бровченхо, 1969), при поступления
в клетки различных органов растении, гдэ сахара используются
в процессах метаболизма или откладываются в запас ( Glasziou,
I960; Курсанов и др., 1964; Прокофьев, 1967; Shannon, I968).
Мембранная теория клеточной проницаемости отводит веду­
щую роль в транспорте веществ процессам, протекающим в мем­
бранах. Клеточные мембраны представляют собой не просто кине­
тические барьеры, во являются специфически организованными
структурами, обладающими биокаталитическими свойствами, что
в обеспечивает осуществление направленного, избирательного
переноса веществ (. Hokin, ПокЛддэбЗ; stein, . 1967; Нейфа:,:,
1967; Монахов, 1967).
Одной из важных особенностей транспорта Сахаров в тканях
высших растений является относительно низкая скорость перено- »
са их через мембраны сравнительно со скоростью внутриклеточной
метаболизацин (Курсанов, 1966; Курсанов я др., 1967; vickery,
Иегсег, 1967; ReinhoXd, Eshhar, I968), ЧТО привлекает основ­
ное внимание к исследованиям биохимических превращений тран­
спортируемых Сахаров и усложняет изучение транспорта.
Другая характерная черта растительных тканей состоит а
сильном проявлении компартментацни веществ, т.е. в разграниче­
нии низкомолекулярных метаболитов и запасных продуктов на
отдельные фонды, в определенной степени изолированные друг ох
друга (Гродзинский, 1962; Курсанов в др., 1964; Курсанов,1966;
Гродзинскйй, Ходоо, 1967; Оканенко в др., 1968; Hardy, Norton,
цмтральшв U'ljr. л Г, бпиотека
kUA
й-.л км. Н. Л Vi.,r»>;j3*B»
,,:Л~Л3730.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 2 1968 ж др.К В связв с большим размером, который занимает
вакуолярный,запасный объем в большинстве растительных кле­
ток, особое значение приобретает вопрос о механизме актив­
ного удерживания растворимых низкомолекулярных соединений от
выхода из клеток и от использования в процессах метаболизма
(Монахов, 1967).
Процессы транспорта сахарозы через клеточные мембраны,ее
распределения и предотвращения от использования лежат в ос­
нове запасания сахарозы, которое проявляется в таком большом
размере в тканях корней сахарной свеклы, накапливающих до
18-21% сахарозы на сырой вес тканей (Орловский, 1966).
Изучению процесса сахаронакопления посвящены обширные
исследования, в результате которых детально прослежен ход
накопления сахарозы в процессе роста корня, распределение Са­
харов в отдельных частях корнеплода и различных его тканях,
изучена зависимость уровня сахаронакопления от условий мине­
рального питания, водоснабжения и температурного режима (Ор­
ловский, 1961; Оканенко, 1965,1966; см.также сб.Физиология
с/х раотений,1968, т.УП, Физиология сахарной свеклы).
Экспериментальные исследования, посвященные изучению
связи между процессами роста корней и накоплением в них саха­
розы (Курсанов, Павлинова, 1967; Павлинова и др., 1967), уста­
новлению закономерностей компартментации сахарозы (Оканенко
и др., 1967,1968;Гродзинский и др., 1968) создают основу для
выяснения механизма запасания Сахаров в тканях корней сахар­
ной свеклы. Большое значение для понимания механизма накопле­
ния сахароза имеют работы, в которых анализируется вопрос об
участии различных органов растений сахарной свеклы в процес­
се синтеза сахарозы (Павлинова, 1954; Курсанов, Павлинова,
1964; Оканенко, 1966; Оканенко и др., 1967). Серьезный успех
в этой области достигнут благодаря выяснению роли фермент­
ных систем, осуществляющих превращения сахарозы в тканях кор­
ня сахарной свеклы (Павлинова, Прасолова, 1970; Павлинова,
1971).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Задача настоящая работы состояяв в изучении тех сторон
процесса отложения сахарозы в запас, в которых решающую роль
играет функционирование кле точных мембран запасающей паренхи­
мы корня. Установление закономерностей поступления и распреде­
ления сахарозы в тканях корней сахарной свеклы является, повидимому, необходимым зтвпом исследования механизма звпасания
сахарозы.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛВДШАНИЯ
Основным объектом исследования служили корни растение
сахарной свеклы сорта Верхнячская 031 сахаристо-урожайного
направления, выращенных в сосудах на 6 кг почвы. Для опытов
из средней части корней получали высечки диаметром 3,8 мм,
толщиной 1,2 мм, состоящие в основном из клеток межкольцевой
и межпучковой паренхимы. Несколько опытов проведено на высеч­
ках из паренхимной ткани черешков листьев сахарной свеклы и
на отрезках корней 3-7 дневных проростков кукурузы. Использо­
вали меристематические кончики корней (0-Змм) и более старые,
вакуолизврованныа участки от 8 до 14 мм от кончика корня.
Промывание высечек вели в проточной водопроводной воде
или на качалке в колбах с водопроводной или дистиллированной
водой (в последнем случае - с добавкой 0,25 мМ CaS04, pH =
5,5-5,8). Соотношение веса растительного материала и раствора
при оценке выхода сахарозы составляло не менее 1:100, при
изучении транспорта внутрь клеток - 1:5 - I : 20. При исследо­
вании влияния рН среды я действия 2,4-динитрофенола использо­
вала буферные смеси (0.025М уксусной кислоты и ацетата На иди
0.05М HagHPO^ + 0.025М лимонной кислоты) или безбуферяые раст­
воры, где рН устанавливали минимальными добавками Н2804 и
ЕаОН.
Измерение интенсивности дыхания и влияния на этот про­
цесс ДНФ проводили в аппарате Варбурга ери t*=240C.
Перенос С -сахарозы внутрь клеток изучали на высечках,
предварительно промытых в течение 2-х часов в проточной водо­
проводной воде. Do окончании акешзиции к растворе С, -саха­
розы пробы обмывали с поверхности а ЗО-минутдай промывкой в
воде удаляла сахара свободного пространства ткана (см.далее).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 4 Использовали растворы равномерно меченной С -сахарозы
радиоактивностью 0,1-0,5 мккюри/мл или 0,002-0,2 мкюри/1М
сахарозы в зависимости от концентрации сахарозы в растворе.
Для определения содержания Сахаров и их радиоактивности
растительный материал фиксировали кипящим 96% этанолом в тече­
ние 3-5 минут, затем экстрагировали 80# этанолом при комнатной
температуре; количественное определение Сахаров проводили фенольным методом ( Dubois et al. £956). В ряде опытов осущест­
вляли разделение Сахаров методом хроматографии на бумаге
(Павлинова, 1962).
При изучении поглощения С* -сахарозы измеряли радиоак­
тивность спиртовых экстрактов, остатков после спиртовой экст­
ракции и растворов, в которых вели промывку проб, ранее по­
глощавших С -сахарозу. Радиоактивность измеряли с помощью
торцового счетчика с эффективностью счета около 12%, проточно­
го счетчика (27$), а также на сцинтилляционной установке (66%).
Данные пересчитаны на абсолютное количество сахарозы ( в
мкмод/г сырого вещества).
ЛОКАЛИЗАЦИЯ И УДЕРЖИВАНИЕ САХАРОЗЫ В
ТКАНЯХ КОРНЕЙ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
Один из основных подходов, позволяющий разграничить
отдельные фонды Сахаров в тканях растений, основывается на
изучении различий в использовании собственных Сахаров ткани
и экзогенных Сахаров в процессах дыхания и превращений в дру­
гие соединения (Филиппова и др., 1964; Курсанов и др., 1964;
1967; Grant, Beevers, I964 и др.). Углубленный анализ по­
лучаемых материалов дает возможность количественно охарактери­
зовать размер фондов и степень их функциональной активности
(Оканенко и др., 1967, 1968; Гродзинский и др., 1968 и др.).
Другой прием, использованный и в настоящей работе,
заключается в исследовании кинетики выхода Сахаров при промы­
вании тканей. В нескольких модификациях этот метод применен
для изучения компартментации ионов ( Macfiobble, Dainty, I958;
Diamond, Solomon, 1959) и Сахаров в тканях растений ( Humph­
reys, Garrard, I966) я животных (Виноградова, 1967).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 5 -
Вероятность существования в тканях корней сахарной
свеклы нескольких барьеров, разграничивающих сахарозу на от­
дельные фонды, становится очевидной ври рассмотрении кинети­
ки выхода сахарозы при промывке высечек в воде (рис. IA).
По-видимому, только компартментацией сахарозы можно объяснить
резкое падение скорости ее выхода после 4-6 часов промывки,
несмотря на высокую концентрацию сахарозы в ткани.
Рис. I .
Выход сахарозы из тканей корней сахарной
свеклы
А - в обычных координатах;Б,В,Г - в полу­
логарифмических координатах.
Для разграничения отдельных фондов сахарозы использован
графический метод анализа кинетики ее выхода. Принимая, что
отмывка из ткани происходит за счет диффузионного движения
(Аккерман, 1964), определяем скорость изменения концентрации
сахарозы в высечках как:
ши
•
где
-
#
-
U(t):U'-e •Vt
/I/,
-
U°- концентрация сахарозы в исходных пробах,
Т - константа времени процесса выхода.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 6 В полулогарифмических координатах экспоненциальной за­
висимости / 1 / соответствует пркмая,. но экспериментальные дан­
ные ложатся на прямую лишь с 5 часов промывки и позже (рис.
1Б), и, следовательно, только в этот период выход сахарозы
из высечек определяется одним, наиболее медленным процессом.
Экстрашлируя линейный участок графика до пересечения с осью
ординат, получаем общее количество сахарозы в одном из компартментов исходной ткани и по формуле /I/ определяем кон­
станту времени процесса выхода сахарозы из этого фонда. Далее
проводим последовательно 2 раза вычитание тех количеств саха­
розы, которые выходят из высечек за счет наиболее медленного
процесса, а затем - за счет второго выделенного процесса
(рис. IB), из общего количества сахарозы в ткани в процессе
промывки. После этого по графикам в полулогарифмических коор­
динатах /рис. IB и Л 1 / получаем характеристики еще двух процес­
сов выхода сахарозы (обозначая символом I наиболее быстрый,
символом 2 - средний но скорости а 3 - самый медленный про­
цесс):
Т, = 6 , 1 мин.
V°= 9,3 мг/г сырого вещества
Тх = 1,1 час.
21°- 12,7 мг/г сырого вещества
Vi = 1700 час,
11°= 46,7 мг/г сырого вещества
Таким образом, анализ кинетики отмывки сахарозы из вы­
сечек на основании диффузионного закона выхода позволяет раз­
граничить три компонента в процессе выхода сахарозы. Резкое
различие констант времени процессов ( Т^Т^Т,
) и зна­
чительней размер фондов служат той основой, которая позволяет
разделить временные зависимости выхода из отдельных пространств.
По количеству сахарозы и по времени полного ее выхода из
отдельных компартментов наиболее прочно удерживаемый фонд са­
харозы можно отнести к вакуолярному объему клеток, а наиболее
быстро отмываемый - к свободному пространству ткани ( Магachner, Mengel,I962; Вахмистров, 1965; Курсанов, Бровченко,
1969). Зона со средним значением константы времени выхода
соответствует, по-видимому, цитоплазме клеток.
С помощью изложенного метода исследована локализация
сахарозы в тканях корней сахарной овеклы в течение всего пе-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
. - 7 риода вегетации растений» находящихся в различном физиологи­
ческом состоянии. На рис. 2 представлено несколько типичных
графиков выхода сахарозы из высечек корней разного возраста
с содержанием сахарозы от 5 до 21%. Для удобства сопоставле­
ния данные рассчитаны в виде процентов от исходного содержа­
ния сахарозы в тканях. Как видно из рис. 2, в тканях молодых
корней сохраняется при промывке относительно меньшая часть
собственной сахарозы ткани, хотя количество ее в молодых кор­
нях значительно ниже, чем в тканях зрелых корней.
%
№
75
-А
-*1
Рис. 2.
?0
^,2
25
-J
О
4
8
12
16 20 24 час
Относительный размер выхода Сахаров из
тканей молодых (1,2) и зрелых (3,4) корней
и из паренхимы черешков листьев сахарной
свеклы \в %% от исходного содержания).
Более подробный анализ проведен в другой серии опытов,
где исследовав выход сахарозы из тканей корней трех возраст­
ных групп растений: интенсивно растущих, прекративших рост и
вновь отрастающих на второй год вегетации. Анализом графиков
отмывки сахарозы получены данные о распределении сахарозы по
отдельным фондам в тканях корней различных возрастных групп
растений (табл. I ) .
В метаболическом фонде относительное содержание сахаро­
зы падает с замедлением роста запасающего корня, но вновь
увеличивается при отрастании цветоноса (в последнем случав
происходит также значительное увеличение и абсолютного коли-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 8 -
Таблица I .
Возрастные изменения локализации Сахаров в тканях
корней и черешков листьев сахарной свеклы
Отношение содер­
Содержание Сахаров в ткане- жания
сахаров
Объект
вых пространствах, % от
запасного прост­
общего
_______________ ранства к сахаметаболичес­
свободное %11^°вт- запасное рам
кого пространст­
ва-Интенсивно
3,1
растущие корни 13,2
18,2
56,8
Слабо растущие
7,7
корни
8,0
9,4
72,5
Отрастающие
корни второго
2,1
года вегетации 15,4
22,7
48,2
0,5
Черешки листьев 22,6
39,4
20,1
Примечание; в таблвде не учтено около 10$ сахарозы исходной
ткани, приходящейся на зону клеток ,повреждешшх
при вырезании высечек.
чества сахарозы). Напротив, содержание сахарозы в запасной
зоне нарастает при созревании корня и резко снижается в пери­
од использования запасенной сахарозы на процессы вторичного рос­
та. В этот же период обнаружено сильное ускорение выхода са­
харозы из запасного фонда клеток отрастающих корней (Ts сни­
жается почти в 10 раз).
В табл. I приведены также данные по локализации Сахаров
в паренхиме черешков листьев сахарной свеклы. При общей невы­
соком содержании Сахаров (около 20 мг/г) кинетика их отмывки
имеет тот же характер, что и для паренхимы корней (см. рис.2),
и в этом случае также удается разграничить сахара трех фондов.
Однако в паренхиме черешков листьев около 40# Сахаров находит­
ся в метаболическом фонде, тогда как в запасающем - в 2 раза
меньше, т.е. распределение резко отличается от того, что наблвдается в типичной запасной ткани - паренхиме корня.
Для сравнения несколько опытов проведено на отрезках
корней проростков кукурузы. Оказалось, что за 5-6 часов про­
мывки из меристематических кончинов корней удаляется зна-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 9 чительно больше Сахаров, чем из более старых, вакуолизированных участков корней. Как показал графический анализ данных,
почти все сахара из клеток меристемы отмываются за счет толь­
ко 2-х процессов, с константами времени выхода 7 мин. и 2,5
часа. Иэ-видимому, отсутствие третьего, прочно удерживаемого
фонда Сахаров (или незначительный его размер) определяется
отсутствием центральной вакуоли в клетках меристемы.
Полученные данные отражают специфику живых тканей, по­
скольку из высечек корней сахарной свеклы, предварительно
подвергнутых промораживанию (30 мин. при -3°С) сахароза почти
нацело отмывается за 3-4 часа (рис. 3 ) .
Рис. 3. Выход сахароза
из тканей,подвергну­
тых промораживанию.
1 - контроль;
2 - после 30 мин; при
-ЗОС.
В кинетике выхода из промороженных тканей обнаружено
два процесса с константами времени выхода около 10 минут и
0,8-0,9 часа. Следовательно, повреждение полностью снимает
разграничение сахарозы на отдельные внутриклеточные компартмекты и резко нарушает удерживание сахарозы тонопластом.
Таким образом, анализ локализация сахарозы в тканях кор­
ней сахарной свекла показывает, что отличительной особенностью
типичной запасающей паренхимы является большой размер запас­
ного фонда как по абсолютному количеству сахарозы, так в по
относительной дали ее в общем содержании сахарозы в ткани.
Размер запасного фонда увеличивается в период интенсивного
сахаронакоолевия и вноеь снижается при использования саха-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
-10розы на процессы вторичного роста. Другая ткань растений са­
харной свеклы - паренхима черешков, для которой функция сахаронакопления не является столь выраженной, имеет значительно
меньший и абсолютно и относительно размер запасного фонда.
Наконец, в кончиках растущих корней кукурузы совсем не обна­
ружен запасный фонд Сахаров.
Движение Сахаров из запасающего пространства происходит
крайне медленно, что такхе является характерной чертой живых
растительных тканей. Особенно прочно удерживается сахароза
в запасном фонде корней в период запасания сахарозы, но- зта
функция выражена значительно слабее как в вакуолях клеток
корней 2-го года вегетации, так и в вакуолях паренхимы череш­
ков листьев сахарной свеклы.
Следовательно, запасание такого низкомолекулярного, хо­
р о ш растворимого и способного быстро включиться в метаболи­
ческие превращения соединения, каким является сахароза, за­
ключается в переносе ее в запасный фонд клетки - в вакуоль.
Свойства тонопласта клеток запасающей паренхимы, по-видимому,
имеют решающее значение для запасания и сохранения сахарозы.
Так, установлено (Оканенко и др., 1967; 1родзинский и др.,
1968), что у высокосахаристых сортов сахарной свеклы степень
доступности внутриклеточного фонда сахарозы оообенно низка,
фонд "закрыт" для использования.
В дальнейшем было изучено влияние ряда факторов на
процесс удерживания сахарозы в тканях корней сахарной свеклы.
Исследование влияния рН показало, что сахароза отмыва­
ется из высечек тем быстрее, чем ниже рН раствора. В области,
близкой к нейтральной, изменения невелики, но выход резко
ускоряется при рН ниже 5 (рис. 4 ) . Большая скорость отмывки
при рН 4,6 не вызвана необратимыми нарушениями структуры
./
мембран, так как перенос высечек в раствор с более высоким
значением рН (рис. 4А, кривая 4) приводит к замедлению выхо­
да сахарозы. Однако при рН около 3 временной ход отмывки са­
харозы близок кинетике выхода из поврежденных промораживани­
ем тканей (ср. рис. 4А, кривая I и рис. 3 ) . 1рафическкм ана­
лизом установлено (рис. 4Б), что,как и после проморакивадил,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- II-
Рис. 4. Влияние рН раствора на выход сахарозы
(фосфатно-цитрахный буфер)"
А - в обычных координатах;
Б - в полулогарифмических координатах.
I - рН 3,45; 2 - рН 4,6; 3 - рН 5,65;
4 - рН 4,6 в течение 3 часов, затеи рН 5,6.
ери рН около 3 более 9Д& сахарозы удаляется из тканей за счет
одного диффузионного процесса с константой времени выхода ме­
нее I часа.
Помимо величины рН,определенное влияние на удерживание
сахарозы оказывает я состав буферной смеси: фосфатно-цитратный буфер дахе несколько задерживает выход сахарозы, тогда
как ацетатный - резко ускоряет его. Причины такого действия
не исследованы.
Другим фактором, сильно влияющим на удерживание сахаро­
зы в тканях корней сахарной свеклы, является 2,4-дшштрофенол.
ДНФ в широком диапазоне концентраций усиливает проницаемооть
мембран, приводя к ускорению выхода сахарозы из тканей. При
высоких концентрациях ДНФ, вызывающих подавление дыхания тка­
ней корней сахарной свеклы (10 Ы, рН < 4 ) , сахароза нацело
отмывается из высечек за несколько часов.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 12 После умеренных концентраций ДНФ, оказывающих разобщающее
действие, перенос высечек в воду частично восстанавливает удер­
живание сахарозы. Ориентировочный расчет констант времени вы­
хода по соответствующим участкам графиков в полулогарифмичес­
ких координатах (рис. 5) показывает, что в растворе ДНФ
(5*10~^1, рН 5,4) константа времени выхода снижается оо 100
часов до II часов, а после переноса в воду - вновь поднимает­
ся более чем до 20 часов.
ЫК6.1 \
4,1
"—
1
ч
у
1
1
-|
?
1
2
3
А
3
6
7 ,„с
Рио. 5. Влияние 2,4-динитрофенола на выход саха­
розы (рН 5,4; 5 * Ю - В М )
I -• EjO; 2 - 3 часа HgO, затем ДНФ;
3 - 3 часа ДНФ, затем EjO; 4 - ДНФ.
Следует отметить, что ДНФ не оказывает ускоряющего
действия в течение первых 30-40 минут промывки, когда скорость
отмывки определяется выходом из свободного пространства тканей.
1яалнз полулогарифмических графиков такие не обнаруживает сни­
жения константы времени процесса выхода из свободного прост­
ранства под влиянием ДНФ.
В нескольких опытах было исследовано влияние температу­
ры на скорость выхода сахарозы из тканей корней сахарной свек­
лы, поскольку температурная зависимость является важным кри-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
-13терием при оценке природы процессов транспорта вешеств ( Haw­
ker, Hatch, I9S5; Stein, 1967).
Температурный коэффициент < Qi Q > процесса выхода сахаро­
зы из свободного пространства ткани имеет значения 1,04-1,30,
т.е'.,как и следует ожидать для диффузионного процесса, близок
к единице. Напротив, Q j 0 для процесса выхода сахарозы из ме­
таболического фонда клеток (табл. 2) во всех экспериментах
оказался выше 2, что характерно для процессов, идущих о
участием химических взаимодействий веществ.
Таблица 2.
Константы выхода сахарозы из метаболической зоны
при различных температурах и температурный коэф­
фициент процесса
"SSS
КоЪстанты выхода"*при~1**,""часТ
" ~ 1 " '
опыта
я
-п
..... ,
QI0
22-26°С
2-4°С_ _
•„,.__
" I ~ ' ~ ~0~В7
2
3
4
5
" "в7з" " " """*"" "гГб"
1,02
7,6
2,4
0,90
8,5
2,8
1,20
7,5
2,5
2,50
28,0
2,7
Таким образом, исследованные факторы оказывают сущест­
венное влияние на величину кинетических констант барьеров,
определяющих выход сахарозы из внутриклеточных компартыентов.
Торможение выхода, т.е. усиление проявления свойства удержи­
вания сахарозы, вызывается фосфатно-питратным буфером, близ­
кими к нейтральному значениями рН среды, снижением температу­
ры в пределах положительных значении. Ослабление способности
к удерживания сахарозы, ускорение ее выхода достигается аце­
татным буфером, снижением рН среды, растворами ДйФ, начиная
о концентраций, вызывающих разобщающее действие.
За исключением влияния температуры, действие остальных
исследованных факторов согласуется ^.представлением о диффу­
зионном движения сахарозы из тканей при промывке высечек в
воде. Однако высокий температурный коэффициент процесса гово­
рит в пользу предположения, что перенос сахарозы через кле­
точные мембраны не является чисто диффузионным процессом.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- uВидимо, не исключена возможность параллельного функционирова­
ния диффузионного и идущего с участием специализированной
системы переноса движения сахарозы из клеток наружу, как это
обнаружено в ряде исследований на тканях животных { Fishman,
1964; Wood, Morgan, 1969; Bitfnsted,
1970), возможно, и в
клетках растений < Steinbrecher, Luttge, I969).
ЗРАНСПОРТ САХАРОЗЫ ВНУТРЬ КЛЕТОК КОРНЕЙ
САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
Основные закономерности процесса транспорта Сахаров ус­
тановлены в опытах о микроорганизмами и тканями животных. Ис­
следование кинетики процесса транспорта, взаимодействия между
сахарами в процессе переноса, влияния температуры, действия
ингибиторов И Др. показало ( Hokln, Hokin, I963; Crane, 1965;
Stein, 1967; wilbrandt, 1969), что перенос Сахаров через мембра­
ны идет в основном за счет работы специализированных систем .
транспорта. Благодаря этому обеспечивается большая скорость,тон­
кая избирательность переноса и возможность активного движения
против градиента концентрации, идущего с затратами энергии на
процесс транспорта. Для ряда систем исследованы те биохимичес­
кие реакции, на основе которых осуществляется трансмембранный
перенос Сахаров (Уголев, 1967; 1969; Гершанович, 1988; van
Steveninck,
1968, 1970; Koseman,
IS69; Kaback,
1970). Из
клеток некоторых бактерий выделены отдельные компоненты систем
транспорта Сахаров ( stein, 1967; Pardee, 1968; Anr^cu, 1968;
Jones, Kennedy, 1969).
Значительно слабее изучен транспорт Сахаров через клеточ­
ные мембраны растений. Хотя основные закономерности переноса
Сахаров через мембраны животных и бактерий подтверждены в от­
дельных работах на тканях растений, однако систематические ис­
следования транспорта Сахаров в растениях очень немногочислен­
ны. В результате неясна роль основных механизмов в переносе
Сахаров через растительные мембраны. Лишь в нескольких работах
содержатся данные, характеризующие специализированные системы
транспорта Сахаров у растений ( Bieieski, 1962; Grant, Beevers, 1934; Reinhold, Esbhu, 1968 и некоторые другие).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 15 С другой стороны, также почти нет прямых экспериментальных
доказательств возможности диффузионного проникновения Сахаров
внутрь клеток растений.
Важный критерием, позволяющим разграничить специализиро­
ванный перенос через мембраны от диффузионного движения,явля­
ется характер зависимости начальных скоростей процессов от
концентрации транспортируемого вещества в среде.
Щж изучении временно'го хода трансаорта С -сахарозы
внутрь клеток корней сахарной свеклы обнаружено снижение ско­
рости уже в течение первого часа эксперимента, хотя в дальней­
шем поглощение продолжается со значительной скорость» (рис. 6 ) .
. Рис. 6. Транспорт С -сахарозы внутрь клеток
корней сахарной свеклы при концентрациях
сахврозы в растворе от 10 до 500 мм",
Анализ полученных данных основан на предположении, что
наблюдаемый экспериментально ход транспорта сахарозы является
результирующей двух независимых процессов, различающихся по
длительности протекания и по характеру зависимости от концент­
рации. По-видимому, один из процессов заканчивается в течение
первых часов эксперимента, чем и объясняется снижение скорос­
ти транспорта в этот период. Второй процесс, длительно проте­
кая с постоянной скоростьс, обеспечивает стабильный ход сум-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 16 парного транспорта после начального периода со снижающейся
скорость». Так, в ряде опытов постоянная скорость переноса
С1 -сахарозы внутрь клеток обнаружена, начиная с 2-3 до 24-27 часов эксперимента.
Существенные различия установлены в характере зависимос­
ти начальных скоростей каждого из процессов от концентрации
сахарозы во внешнем растворе.
Скорость быстро заканчивающегося процесса (рис. 7А>
прямо пропорциональна концентрации вплоть до 300 ыМ С - с а ­
харозы в растворе. Отклонение от прямой пропорциональности,
иногда наблюдаемое при более высоких концентрациях, возможно,
связано с большим осмотическим давлением гипертонических
растворов.
Зависимость скорости транспорта сахарозы внутрь клеток
ва счет процесса, длительно протекающего с постоянной ско­
ростью, от концеитрадии С*4-сахарозы в растворе, представле­
на кинетикой насыщения (рис. 75), описываемой уравнением Михаэлиса-Ментен (Диксон, Уэбб, 1961). Можно использовать урав­
нение Мкхаэляса-Ментен для односторонне направленного потока
вещества ( 8tein, 1967):
ядру
v
Vmax
.
Vmax
что по графику зависимости скорости от концентрации в коорди­
натах ( V v , Vе )(рио. 7В) позволяет более точно оценить
соответствие обнаруженной закономерности уравнению мяхаэлиса-Меятеп а рассчитать кинетические характеристики процесса константу Михаэлиса (Kw ) и максимальнув скорость процесса
(Vmax )• Как видно из рис. 7В, действительно получена линей­
ная зависимость, отвечавшая уравнению Йнхаэлиса-Ментен, с
К т * 8 8 Ш я Vmax = 1,7-1,8 мкмол/час на I г сырого вещества
ткани.
Несколько опытов проведено при более широком диапазоне
концентраций оахарозы в растворе. В области низких концентра­
ций обнаружено существенное отклонение от линейной зависимое-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 17
^y
It
J»**^
*
9
*0
vo
\4
<J
<
T
>1
/
A
м»
we <оа я>о *м
0
i
!<-
e.«Vfc
Рис. 7.
Зависимость начальных скоростей отдельных
компонентов процесса транспорта сахарозы
от концентрации сахарозы в растворе
А - быстро завершающийся процесс;
Б - длительно идущий процесс;
В - то же, что Б, в обратных величинах.
Центральна») Н«уч!!.:я Библиотека
Моснояс:.';>Я с;>д. Г..::.;.:з Сгльжоз.
Академия им. U, Л Тимирязева
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
-18ти на графиках в обратных величинах (рис. 8А). ф и оценке
экспериментальных данных графически в координатах ("О-, ^/е )
по преобразованному уравнению иихаэлнса-Ментея (Диксон, Тэбб,
1961):
V = Vm<,*-Hn,-g
/4/
обнаружены две прямолинейные области, соответствующие кинети­
ке нихаэлиса. Полученные значения кинетических констант для
тканей корней различного возраста с разным содержанием Саха­
ров приведены в табл. 3.
V
Зависимость скорости длительно идущего
процесса транспорта сахарозы от концентрации
сахарозы в растворе
А - в координатах iVv, Vc ) ;
Б - в координатах \ лу, vyc ) .
Очевидно, в течение всего периода вегетации растений
сахарной свеклы функционируют одни я те же системы транспорта
сахарозы о Кгаоколо 80 и около 8 ыМ, хотя скорость транспорта
ояльно колеблется.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
-19-
№
опы­
тов
I
2
3
4
5
6
Таблица 3 .
Кинетические константы процесса транспорта сахарозы
v
Содержание
к„ V"
max
Km
Сахаров в
мМ
мкмол/час-г
мМ
мкмол/час-г
тканях, %
3,8
1,3-1,4
59-78
80
7,7
0,4
6,1
1.2
13,3
6V-83
2,2-2,7
15,8
88
1,7-1,8
18,0 .
86
2,0
8
0,5
16,4х/
88
0,5
9
0,07
-
•
^Свекла второго года вегетации.
Таким образом, использованный подход позволяет выявить
в суммарном процессе транспорта сахарозы внутрь клеток корней
сахарной свеклы по крайней мере два процесса с различной дли­
тельностью протекания, скорость которых по-разному зависит от
концентрации сахарозы в среде. За счет процесса, заканчивающе­
гося в первые часы эксперимента, происходит, вероятно, диффу­
зионное насыщение небольшого внутриклеточного объема. Процесс,
идущий с постоянной скоростью в течение длительного времени,
характеризуется кинетикой насыщения, что типично для специа­
лизированных систем транспорта. В то же время этот процесс
осуществляется, видимо, сложной системой с разными уровнями
насыщения.
Осуществление трансмембранного переноса веществ за счет
нескольких независимых процессов показано в ряде исследований
по поглощению ионов корнями растений. На основе изучения кине­
тики транспорта предполагается как параллельная работа несколь­
ких систем переносчиков ( Bpetein,Rains,I965; Lttttge, Lafciea,
1967; Jcschke, 1970 и д р . ) , так и диффузионное движение ионов
через мембрану ( Hoo-ymans.igs^n Lttttge, Latiea, 196? ) . в о т ­
ношении Сахаров в нескольких работах также имеются данные,ука­
зывающие на вероятность двух или более путей транспорта ( Reinhold, Eshhar,I968j G8ring,Reckln,I968).
Помимо кинетических характеристик, другие особенности
обнаруженных компонентов процесса транспорта сахарозы через
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
'
- 20 клеточные мембраны тканей корней сахарной свеклы также под­
тверждают различие лежащих в их основе механизмов.
Ори исследовании влияния температуры установлена раз­
личная температурная зависимость скорости быстро заканчиваю­
щегося и длительно идущего процессов. В табл. 4 приведены
данные одного из опытов после расчленения суммарных изотерм
на слагающие компоненты.
Таблица 4.
Температурная зависимость скорости отдельных комдаентов суммарного процесса транспорта сахарозы
мкмол/час«г сырого вещества)
10 Щ
250 «М
Темпера™
, Q_Q Температура, v , y
10
2° ' 22°
"1U
2°
22°
Скорость быстро
затухающего про­
1,15
0,049 0,071
1,20 0,60 0,79
цесса
Средняя скорость
длительно идуще­
2,49
го процесса
0,031
0,226 2,74 0,41 2,54
?
Лак видно из таблицы, скорость процесса, завершающегося
в течение первых часов эксперимента, лишь незначительно растет
о увеличением температуры - Q I 0 всего I,15-1,20 ( по данный
ряда опытов - от 1,06 до 1,30}. Для другого, длительно идущего
процесса, температурный коэффициент и в приведенном и в боль­
шинстве других опытов значительно выше 2,0.
Зависимость переноса сахарозы через мембраны от рН раст­
вора проявляется в сильном ускорении поглощения С 1 -сахарозы
со снижением рН (рис. 9). При атом для процесса, следующего
кинетике насыщения, изменения невелики; существенное уменьше­
ние скорости транспорта наблюдается при снижении рН до 4.
Напротив, скорость быстро заканчивающегося, по-видимому, диф­
фузионного, процесса при снижении рН быстро растет, особенно
между рН 5 а 4. Следует напомнить, что при низких значениях
рН сильно ускоряется также ж процесс диффузионного движения
сахарозы жз клеток наружу (см. рис. 4 ) .
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 21 -
Рис. 9. Влияние рН раство­
ра на скорость транспорта
С -сахарозы в клетки кор­
ней сахарной свеклы
1 - быстро заканчивающий­
ся процесс;
2 - длительно идущий про­
цесс.
8РН
Действие ДНФ на транспорт состоит в торможении скорости
процесса переноса С -сахарозы; подавление усиливается с рос­
том концентрация ингибитора. Значения скоростей отдельных
компонентов процесса движения сахарозы через мембраны клеток
корня сахарной свеклы, полученные в одном из опытов, пред­
ставлены в табл. 5.
Таблица 5.
Влияние 2,4-динитрофенола на транспорт сахарозы
внутрь клеток
н2о
СКОРОСТЬ бЫСТрО
ммюл/пвс.г
завершающегося мкмол/часг
процесса
%
Насыщающее коли- мкмол/г
чество сахарозы
%
1,54
100
I.I2
100
Скорость мтехь-иююл/ч&о-г
но идущего про- «««w^ac г
цесса
%
1,00
100
ЯНФ. М
5-I0- 5
1,37
89
1,28
j^iri
0,55
0,22
22
il4
55
1,60
103
1.42
127
5*10; 4 _
1,40
91
I.5I
Ю5
12
12
При использованной методике не обнаруживается измене­
ния скорости быстро завершающегося процесса, но количество
сахарозы, которое переносится внутрь клеток за счет этого
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
-
22-
процесса, заметно растет. По-видимому, причиной этого явления
служит нарушение барьерной функции мембран, что приводит к
раскрытию дополнительного объема для проникновения сахарозы.
Увеличение дхоздения некоторых Сахаров под действием ДНФ по­
казано также в опытах на тканях животных (Никольский, 1965;
Никольский и др., IS63).
Напротив, скорость процесса, следующего кинетике насы­
щения, резко снижается, начиная с тех концентраций, которые
вызывают разобщение (5»10" М). Причем, действие ДНФ в той же
концентрации на выход поглощенной в течение 2-х часов сахаро­
зы заключается в усилении процесса всего на 10$. Следователь­
но, подавление переноса сахарозы за счет процесса, описывае­
мого уравнением Михаэлиса-Ментен, не связано с общим нарушаю­
щим действием на проницаемость мембран.
Таким образом, один из компонентов процесса транспорта
сахарозы внутрь клеток корня сахарной свеклы является, по-ви­
димому, диффузионным процессом. Об этом свидетельствует про­
порциональность между скоростью переноса и концентрацией са­
харозы во внешней среде, низкая температурная зависимость,
ускорение процесса при тех же воздействиях, которые повышают
скорость диффузионного выхода сахарозы через клеточные мемб­
раны.
Диффузионное движение сахарозы внутрь клеток происходит
со скоростью, значительно более низкой, чем в свободное про­
странство ткани. На основании проведенных расчетов обнаруже­
но, что размер внутриклеточного диффузионного фонда составля­
ет всего от 2 да 8/5 общего объема ткани. Возможно, структурно
внутриклеточное диффузионное пространство соответствует так
называемому синтезирующему пространству, обнаруженному в
К л е т к а х ЩИТКа КУКУРУЗЫ < G a r r a r d ,
Garrard,
1968).
Humphreys,
1965;Humphreys,
Другой процесс, иногда расчленяемый на два с различны­
ми кинетическими характеристиками, обладает рядом признаков
участия специализированных систем транспорта сахарозы: соот­
ветствие кинетике Михаэлиса-Ментен, сильное увеличение ско-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 23 -
рости с ростом температуры ( ^ ю > 2 ) , торможение скорости
специфическими концентрациями ингибиторов. Эта последняя осо­
бенность свидетельствует в пользу представления об активном
транспорте сахарозы.
Ломимо снижения скорости переноса под влиянием разобщаю­
щих концентраций ДНФ, на наличие активного транспорта сахарозы
внутрь клеток указывает также движение сахарозы против гради­
ента концентрации. Правда, коэффициент распределения выше I
(Виноградова и др., 1968) достигается только при длительном
поглощении С -сахарозы из растворов низкой концентрации. Од­
нако, видимо, для тканей растений характерно длительное под­
держание стабильного уровня скорости транспорта при относи­
тельно невысоком абсолютном размере переноса Сахаров (vickery,
Mercer, I967), что вполне соответствует физиологическим ус­
ловиям функционирования, в частности, запасающей паренхимы
корней сахарной свеклы (Оканенко, 1966).
ЗАКЛЮЧЕНИИ
Основная задача настоящего исследования заключалась в
изучении транспорта сахарозы внутрь клеток корней сахарной
свеклы в качестве одного иа этапов процесса запасания сахаро­
зы. Опыты, в которых следили за ходом поступления радиоактив­
ных ассимилятов из листа через проводящие пучки корня в запа­
сающую паренхиму, показали (Холодова, Элгель, Дэрожкина,1968),
что хо?я бы частично сахароза проходит через свободное прост­
ранство тканей корни. Следовательно, процесс запасания саха­
розы действительно включает поглощение ее из внеклеточной
среды ткани, которой является свободное пространство. К тако­
му выводу о роли свободного пространства приводит и изучение
другой сахарозонакапливающей культуры - сахарного тростника
( Hawker,
I965).
Однако имеющиеся в литературе подходы в анализу получае­
мых экспериментально данных по транспорту веществ нельзя пря­
мо использовать к исследуемой ткани. Высокое содержание собст­
венной сахарозы, сложная картина выхода ее из ткали, постепен­
ная перестройка функционирования при продолжительной промывке
крайне затрудняют оценку результатов. Эффективный анализ ока-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- zn зался возможный только при использовании представления о на­
личии в ткани разграниченных фондов сахарозы и в определенной
мере независимых путей движения как из клеток, так и внутрь
них.
Кроме того, само по себе исследование компартментации
сахагюзы, измерение размера фондов и степени удерживания са­
харозы в тканях корней разного возраста и функционального
состояния позволило яснее представить и оценить эксперимен­
тально способность ткани к запасанию растворимого низкомоле­
кулярного соединения.
В транспорте сахарозы из тканей паружу, идущем в основ­
ном - если не исключительно - диффузионном путем, наиболее
важной оказалась возможность оценить отдельные потоки сахаро­
зы, выход из отдельных фондов, с резко различающимися скорос­
тями движения. Главной особенностью транспорта сахарозы
внутрь клеток является наличие как диффузионного проникнове­
ния, так и специализированной системы переноса сахарозы.
Ориентировочные подсчеты на основании общей концентра­
ции сахарозы в ткани показывают, что скорость диффузионного
проникновения сахарозы внутрь клеток имеет тот же порядок
значений, что и средняя скорость выхода сахарозы из метабо­
лического фонда. По-видимому, диффузионное движение не может
обеспечить накопления сахарозы внутри клеток корня сахарной
свеклы.
Максимальная скорость процесса транспорта, осуществляе­
мого при участии специализированной системы переноса с К т
около 80 мМ довольно существенно различается в тканях разного
возраста -от 0,5 ыкмод сахарозы за I чао на I г сырого вещест­
ва тканей корней второго года вегетации до 2,2-2,7 мкмол в
период интенсивного сахаронакопления. Если принять в качест­
ве среднего значения величину Vma* " I мкмод/час»г, то за
I сутки поступление составит 24 мкмол, или 8 мг сахарозы на
I г сырого веса корня. Следовательно, при максимальной ско­
рости работы этой системы 200 мг сахарозы в I г сырого вещест­
ва корня, т.е. 202 на сырой вео, может с*ыть накоплено менее
чем за I месяц.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 25 -
Безусловно, такой расчет может дать лишь сугубо ориенти­
ровочное представление о потенциальных возможностях системы
транспорта сахарозы. Тем не менее ясно, что имеется принципи­
альная возможность накопления сахарозы за счет функционирова­
ния исследованной системы переноса в тех количествах, которые
обнаруживаются в тканях корня в природной обстановке, в тече­
ние того времени, какое необходимо для накопления сахарозы в
естественных условиях роста растений.
Последующая работа должка не только уточнить и полнее
охарактеризовать процесс транспорта сахарозы, но и выяснить
его реальную роль в формировании запасного фонда сахарозы в
тканях корня сахарной свеклы.
ВЫВОДЫ
1. Сахароза, основной запасный продукт тканей корней
сахарной свеклы, локализована в них по крайней мере в 3-х от­
деленных друг от друга фондах, или компартыентах. По количест­
ву сахарозы в отдельных фондах и по проницаемости к диффузион­
ному выходу сахарозы' обнаруженные фонды определены как свобод­
ное - внецитоплазменное пространство ткани, метаболический цитоплазменный фонд и запасное пространство, локализованное
в вакуолях клеток.
2. Соотношение размеров внутриклеточных фондов сахарозы
существенно зависит от физиологического состояния тканей. В
период интенсивного сахаронакопления в корнях сахарной свеклы
особенно велика доля сахарозы запасного пространства. Напротив,
как в молодых корнях, так и при возобновлении процессов роста,
связанных с формированием генеративных органов, обнаружено от­
носительное увеличение количества сахарозы, находящейся в ме­
таболической зоне. В паренхимных клетках черешков листьев са­
харной свеклы запасной фонд относительно невелик и совсем не
обнаруживается - в меристематических кончиках корней кукурузы.
3. Вэкстанты времени выхода сахарозы из отдельных фон­
дов < Т ) , характеризующие степень удерживания сахарозы, резко
различаются для свободного, метаболического и запасного прост-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 26
ранств тканей корней сахарной СЕеклы. Выход сахарозы из сво­
бодного пространства в воду завершается (на 99#) за 0,5 часа,
из метаболической зоны - за 5-8 часов. В запасном фонде саха­
роза удерживается столь прочно, что отмывки ее из живых тканей
практически не происходит ( Т 4 > 1000 чао.).
4. Проницаемость мембран к выходу сахарозы зависит от
рН среды и состава буферной смеси. Увеличение проницаемости
происходит при снижении рН среды и под влиянием 2,4-динитрофенола в концентрациях, как ингибирующих дыхание, так и раз­
общающих окисление и фосфорилирование. Удерживание сахарозы
внутри клеток практически полностью устраняется промораживани­
ем тканей; рН около 3, высокая концентрация ДНФ (Ю~ 3 М) ока­
зывают сходное действие.
Температурная зависимость процесса выхода сахарозы из
клеток < Q.JQ > 2 ) отражает наличие недиффузионного компонента
в процессе переноса сахарозы через мембраны.
5. Транспорт сахарозы внутрь клеток корня сахарной свеклы
осуществляется как за счет диффузионного проникновения через
мембраны, так и при участил специализированных систем перено­
са.
6. Для диффузионного движения сахарозы внутрь клеток
характерна прямо пропорциональная зависимость скорости про­
цесса от концентрации сахарозы во внешнем растворе, низкая
температурная зависимость (%о
1,06-1,3), значительное уве­
личение количества проникающей С -сахарозы при низких рН
среды и под влиянием ДНФ. Скорость диффузионного движения са­
харозы внутрь клеток значительно ниже диффузии в свободное
пространство ткани. Величина внутриклеточного объема, доступ­
ного для диффузионного движения сахарозы, составляет 2-£$ от
общего объема ткали корня сахарной свеклы.
7. Признаками участия специализированных систем пере­
носа в транспорте сахарозы внутрь клеток является: кинетика
насыщения процесса транспорта, высокая температурная зависи­
мость ( % о > 2 ) , снижение скорости транспорта в условиях по­
вреждающего действия низких рН я под влиянием ДНФ. Обнаруже-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- 27 -
ны две области соответствия процесса транспорта сахарозы урав­
нению михаэлиса-Ментен с К т около 60 мы" и 8 мМ; максимальные
скорости процесса сильно меняются с возрастом растений.
Подавление транспорта сахарозы внутрь клеток разобщающи­
ми концентрациями ДНФ, а также больший, чем единица коэффициент
распределения С -сахарозы между клетками я средой говорит в
пользу представления об активном транспорте сахарозы.
8. Характерные черты транспорта н локализации сахарозы
в тканях корней свеклы определяются, по-видимому, свойствами
клеточных мембран, прежде всего - особенностями основных мемб­
ран растительных клеток - плазмалеммы и товопласта. Компартментация сахарозы служит основой явления отложения в запас
этого низкомолекулярного, хорошо растворимого, легко метаболозируемого соединения.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
-28-
По материалам диссертации опубликованы следующие работы:
1. Холодова В.П.
1967.
Локализация сахарозы а пеанах запа­
савшего корня сахарное свеклы. Физиол.
растен., 14, 3 , 444-50.
2. Холодова В.П., Энгель О.С., Дорожшгаа Л.А. 1968. Характе­
ристика свободного пространства корня са­
харное свеклы. Физиол.растен., J5,2,295-3°2
3. Энгель О.С., Холодова В.П., Дорохкина Л.А.
1968. К воп­
росу о накоплении сахарозы в корнях сахар­
ной свеклы.
Физиол.растен., 15, 4,616-23.
4. Архива М.В., Холодова В.П., Соколова С.В.
1969. Транс­
порт Сахаров через мембраны растительных
клеток.
Тезисы докл. на симпозиумах П
Всесоюзн.биохимич. съезда; 292-3,Ташкент.
5. Холодова В.П.
1969.
О влиянии в- и Ь-трео-изоыеров
хлорамфеникола на поглощение я удерживание
сахарозы тканями корней сахарной свеклы.
Тезисы секцион. сообщ. П Всесоюзн.биохимич.
съезда, 18секция:
8-4,
Ташкент.
6. Энгель О.С., Холодова В.П.
1969. Активность инвертазы
и отложение сахарозы в корнях сахарной
свеклы.
Физиол.растен., 16, 6, 973-80.
7. Холодова В.П.
Влияние 2,4-динитрофенала на транспорт са­
харозы через мембраны клеток корна сахарвой свеклы.
Сб."Механизмы поглощения ве­
ществ растительной клеткой". Иркутск (в
печати).
Материалы диссертации додежеш на Конференции по физио­
логии в биохинив транспорта и сахаронвкоплвпия у евхерной свек­
лы (196?, Москве), на Симпозиуме по транспорту сехвров в оргавиз1С8х (1968, Берлин), не П Всесоюзном биохимическом съезде
(1969, Ташкент), на Симпозиуме "механизм поглощения веществ
рветитедьной клеткой"(I s ' 0 » Иркутск), че Симпозиуме "Транспорт
весимилятов и отложение веществ в запас" (IS7I, Владивосток).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ч
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
T-I8I34
Подписано в печать 4 ноября 197I года
Закав 16 486. Тираж 300 экз.
Отпечатано ва ротапринте в ФИАН СССР
Москва,B-3I2, Ленинский проспект,53
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
672 Кб
Теги
230
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа