Изучение транспортных АТФазных систем изолированных плазматических мембран клеток флоэмы борщевика тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.12, кандидат биологических наук Швец, Ирина Михайловна

  • Швец, Ирина Михайловна
  • кандидат биологических науккандидат биологических наук
  • 1984, Горький
  • Специальность ВАК РФ03.00.12
  • Количество страниц 207
Швец, Ирина Михайловна. Изучение транспортных АТФазных систем изолированных плазматических мембран клеток флоэмы борщевика: дис. кандидат биологических наук: 03.00.12 - Физиология и биохимия растений. Горький. 1984. 207 с.

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Швец, Ирина Михайловна

ВВЕДЕНИЕ

Глава I АТФазные системы плазматических мембран клеток высших растений

1.1 Общая характеристика транспортных АТФаз

1.2 Катионные насосы в плазматических мемб* ранах клеток высших растений

1.3 Исследование АТФазной активности в го*-могенатах растительных тканей

1.4 Краткая характеристика АТ$азных систем очищенных фракций плазматических мембран клеток высших растений

1.5 Отношение АТФаз плазматических мембран клеток высших растений к действию одновалентных катионов

1.6 Отношение АТФаз плазматических мембран клеток высших растений к действию двухвалент«» ных катионов

1.7 Действие ингибиторов на АТФазную активность плазматических мембран клеток высших растений

1.8 0 некоторых свойствах солюбилизированных АТФазных белков плазматических мембран клеток высших растений

Глава 2 Объект и методы исследования

2.1 Выделение фракции," обогащенной плазматическими мембранами клеток высших растений 4Ц

2.2 Идентификация фракции плазматических мембран

2.2.1 Электронно-микроскопическое исследовав нив фракции плазматических мембран

2.2.2 Определение малатдегидрогеназной актив*» ности

2.3 Определение АТФазной активности во фракции плазматических мембран

2.3.1 Люциферин-люциферазный метод определения АТФ

2.3.2 Спектрофотометрическое определение АТФаз-ной активности с помощью малахитового зеленого

2.4 Определение ду и дрН во фракции изолиро* ванных плазматических мембран с помощью флуоресцентных зондов

2.4.1 Измерение ду с помощью флуоресцентных зондов АНСГ и АУ+

2.4.2 Определение дрН с помощью флуоресцент* ного зонда 9-аминоакридина

2.4.3 Проведение люминесцентного анализа

2.5 Определение концентраций ионов К* и №а+ на пламенном фотометре

2.6 Определение содержания белка во фракции плазматических мембран по методу Лоури с учетом поправки на сахарозу

2.7 Статистическая обработка результатов

Глава 3 Изучение АТФазной активности фракции изолированных плазматических мембран клеток флоэмы борщевика

3.1 Электронно-микроскопическое и биохимическое исследование чистоты фракции плазматических мембран клеток флоэмы борщевика

3.2 Обнаружение АТФазной активности во фракции плазматических мембран клеток флоэмы борщевика

3.3 Исследование природы пиков АТФазной активности плазматических мембран клеток флоэмы борщевика

3.3.1 Исследование АТФазной активнооти плазмалеммы клеток флоэмы борщевика с оптимумом рН б,

3.3.2 Исследование АТФазной активности плазмалеммы клеток флоэмы борщевика с оптимумом рН 6,

3.4 Локализация АТФазной активности с оптимумами рН 6,0 и 6,5 в плазматических мембранах различных клеток флоэмы борщевика

Глава 4 Анализ транспортных свойств АТФазных систем плазматических мембран клеток флоэмы борщевика

4.1 АТФ-зависимый транспорт Н+ в везикулах плазматических мембран клеток флоэмы борщевика при рН 6, О

4.1.1 АТФ-зависимая генерация ду в везикулах плазмалеммы клеток флоэмы борщевика при рН 6,

4.1.2 АТФ~зависимая генерация дрН в везикулах плазматических мембран клеток флоэмы борщевика

4.2 АТФ-зависимый транспорт К+ и №а+ в везикулах плазматических мембран клеток флоэмы борщевика при рН 6,

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физиология и биохимия растений», 03.00.12 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение транспортных АТФазных систем изолированных плазматических мембран клеток флоэмы борщевика»

Вопросы транспорта веществ через биологические мембраны привлекают в настоящее время всё большее внимание исследователей (Лев, 1974, Кларксон, 1975, Веренинов, 1978, Котык, Яначек, 1980). Установлено участие в транспортных процессах, и, прежде всего, в активном транспорте ионов против их электрохимических градиентов, специализированных ферментных систем. Особое место среди этих систем занимают транспортные аденозинтрифосфатазы (АТ£азы). Являясь основой ионных насосов, транспортные АТФазы сопрягают гидролиз АТФ с транспортом соответствующих ионов.

В настоящее время наиболее хорошо изученными транспортными АТвазными системами являются Н+~А1Фаза, Иа*К+-А!1Фаза и Са^+# м^+-А1Фаза. На изолированных мембранных структурах исследованы их биохимические и транспортные свойства (Mitchell, 1966, Скулачев, Козлов, 1977, Болдырев, 1978, Мартиросов, 1980, Гершанович, 1980, Schuurmans Stekhoven, Bonting 1981). Встраивая очищенные АТФазные белки в искусственные фосфолипидные мембраны, удалось убедительно показать роль этих белков в процессах переноса определенных ионов через мембраны (Рэкер, 1979).

Транспортные АТФазы плазматических мембран растительных клеток стали изучаться в самое последнее время. Пока не совсем ясно, какие типы АТФаз функционируют в плазматических мембранах клеток высших растений. Вопрос осложняется тем, что растительные клетки в отличие от животных и микроорганизмен-ных клеток 1фоме плазмалеммы имеют еще одну мембрану - тоно-пласт, в которой, как и в плазмалемме, функционируют активные транспортные системы. Предполагают, что в плазматических мембранах клеток высших растений находятся катион-стимулируемые

АТФазы, а в мембране тонопласта - анион-стимулируемые АНа-ЗЫ с Poole , ©78, Sze , 1982).

Рядом исследователей показано наличие в ппазмалемме клеток высших растений К+-зависимой АТФазы (Hodges »1976, Leonard, Hotchkiss » 1976), Имеются немногочисленные данные, свидетельствующие о работе в растительных плазматических мембранах Na+, К+-АТФазы С Kylin , 1973, Тихая и др.,, 197б). Косвенные данные о функционировании в плазма-лемме клеток высших растений Н+~насоса ( Poole t 1978^ Лялин, 1979, Воробьев, 1980, Bentrup , J980), позволяют сделать предположение о наличии в этих мембранах Н+-АТ£азы; Таким образом, вопрос о типах АТФаз, функционирующих в плазматических мембранах клеток высших растений, пока остается ОТБЫТЫМ*

До последнего времени не было прямых экспериментальных доказательств, свидетельствующих об участии АТФазных систем в транспорте различных ионов через плазматические мембраны растительных клеток. Как правило* исследования в этой области проводились на целых растениях или на отдельных растительных тканях и велись или в плане обнаружения определенных АТФаз-ных систем и косвенно доказывалось их возможное участие в транспорте тех или иных ионов, или в плане изучения транспорта различных ионов (К+, Na+, Н+, С1~) и возможного участия в транспортных процессах АТФаз.

До настоящего времени большая часть работ по изучению растительных АТФазных систем была проведена на корнях растений. Исследователи обоснованно полагали наличие в тканях корня активных транспортных систем, принимающих участие в поглощении корнями питательных веществ из почвы. Исследование АТФазных систем других растительных тканей позволит выявить универсальность или специфичность этих систем* Особый интерес в связи с этим может иметь исследование проводящей ткани флоэмы, основной функцией которой является транспорт ассимиля-тов, что позволяет предположить функцион>фование в плазма« лемме клеток этой ткани активных транспортных механизмов;

В связи с вышеизложенным в задачи представляемой работы входило:

1 - выявление типов АТЕаз, функционирующих в плазмалемме клеток флоэмы высших растений,

2 изучение биохимических свойств выявленных АТФаз,

3 - доказательство участия обнаруженных АТФаз в транспорте определенных катионов через плазматические мембраны.

Наиболее убедительно поставленные задачи можно решить при исследовании их на фракции изолированных плазматических мембран. Поэтому одна из частных задач работы состояла в получении фракции, обогащенной плазматическими мембранами клеток флоэмы."

В результате проведенных исследований на изолированной фракции плазматических мембран впервые было показано, что в плазмалемме клеток флоэмы высших растений функционируют две АТФазные системы: Н+«*А1Фаза и Иа+,к+~АТФаза. Показано, что обе А1Фазы работают в кислой области рН. Первая имеет оптимум рН 6,0, вторая рН 6,5'. Изучены их некоторые биохимические свойства: субстратная специфичность, кинетические параметры катализируемых реакций, отношение ферментов к действию некото« рых одно- и двухвалентных катионов. Получены данные, свидетельствующие, что растительные плазмалемные АТФазы имеют ряд особенностей, отличающих их от аналогичных систем, функ 8 м ционирующих в плазматических мембранах клеток животных и микроорганизмов.

Впервые получен комплекс прямых экспериментальных данных, показывающих, что обнаруженные АТФазы функционируют как транспортные системы. АТФ-зависимое изменение электрохимии ческого градиента протонов, возникающее на плазматической мембране, свидетельствует об участии АТФазы с оптимумом рН б,0 в транспорте Н+. Вышедшая недавно работа, в которой показано изменение химического градиента Н+ при функционировании солюбилизированной АТФазы плазматических мембран клеток корней овса, встроенной В фосфолипидный бислой (Vara, Serrano , 1982), является хорошим подтверждением полученных нами результатов, свидительствующих о том, что основой протонного насоса плазмалеммы клеток высших растений является Н+~АТФаза.

Вторая АТФазная оистема с оптимумом рН 6,5 принимает участие в мембранном транспорте и Na . Было обнаружено АТФ-индуцированное изменение потоков К+ и Na+ через плаз* малемму клеток флоэмы в противоположных направлениях.

Полученные данные имеют определенное значение как в разработке в целом проблемы мембранного транспорта, так и в решении ряда актуальных задач физиологии и биохимии высших расте» ний. Они вносят определенный вклад в изучение процессов, с по» соботвующих передвижению ассимилятов и ионов во флоэме, что в перспективе может создать дополнительные возможности в регуляции этих процессов на мембранном уровне с целью улучшения полезных свойств сельскохозяйственных растений.

Похожие диссертационные работы по специальности «Физиология и биохимия растений», 03.00.12 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Швец, Ирина Михайловна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в проведенных исследованиях впервые показано одновременное наличие в плазмалемме клеток флоэмы высших растений двух оптимумов катион-зависимой АТФазной активности в кислой области значений рШ Исследования проведены на фракции изолированных плазматических мембран, что позволило поставить и решить новые задачи в изучении АТФазных систем растительных клеток. Одна из таких новых задач состояла в изучении транспортных функций АТФазных систем плазматических мембран клеток высших растений;

Впервые показано наличие в плазмалемме клеток высших растений протонной АТИазы, Ей являлась АТФазная система с оптимумом активности рН 6,0. При данном значении рН наблюдали также АТФ-зависимые изменения электрохимического градиента протонов, что реально свидетельствует о выполнении указанной АТБазой ее транспортной функции - перемещении протона через плазматическую мембрану.

Результаты опытов по изменению величины дрН на плазмалемме в присутствии и отсутствии ионов К+ позволили сделать вывод о том, что АТФаза с оптимумом рН 6,0 связана также с транспортом ионов К+ внутрь растительной клетки.

Имея ряд общих черт с протонными АТФазами митохондрий (что явилось дополнительным фактом идентификации обнаруженной растительной АТ&азы как протонной). АТФаза плазмалеммы клеток флоэмы борщевика обладала некоторыми отличительными особенностями. В частности, она не ингибировапась олигомици-ном и была активна в кислой области рН; По своим биохимическим свойствам она больше напоминала Н+-АТФазу плазматических мембран клеток некоторых бактерий и дрожжей.

Вторая АТФазная система с оптимумом активности рН 6,5 проявляла некоторые черты сходства с Иа+,К+-А'Шазой плазматических мембран животных клеток. Она выявлялась только при одновременном присутствии в среде инкубации ионов К+ и

Ка+, причем, проявляла максимум своей активности при определенном соотношении концентраций этих ионов, ингибировалась сердечным гликоэидом строфантином-К. Но данная АТФазная система имела и ряд отличительных черт от На+, К+-АТ£азы плазмалеммы животных клеток. Оптимум ее активности лежал в кислой области, синергическое действие одновалентных катионов проявлялось при соотношении их концентраций, близком к I. Не выявлено ингибадющего действия на растительную АТФазу дициклогексилкарбодиимида и олигомицина.

Получены данные, свидетельствующие, что АТФазная система с оптимумом рН 6,5 участвует в транслокации одновалентных катионов Па + и К+ через мембрану. При данном значении рН наблюдали АТФ-зависимое электронейтральное перемещение К+ и

Жа + через везикулярные мембраны в противоположных направлениях. Транспорт указанных катионов так же, как и активность фермента ингибировался строфантином-К.

Таким образом, исследуя транспортные функции А1Фаз плазматических мембран клеток флоэмы борщевика удалось впервые экспериментально показать прямое участие растительных АТФазных систем в транспорте одновалентных катионов. АТФаза с оптимумом рН 6,0 выводит из клетки Н+ и сопряженно участвует в накоплении в ней К+. Вопрос о том, происходит ли перемещение К+ при этом электрофоретически или по другому ме~ ханизму, пока остается открытым. Вторая АТФаза с оптимумом рН 6,5 выкачивает из клетки Na+ и накачивает внутрь К+.

Следует отметить, что в отличие от АТФаз плазматических мембран клеток микроорганизмов и животных, обнаруженные растительные АТФазы имели более высокие значения К для реакm ций, катализодемых ими, то есть обладали более низким сродством к субстрату. Истинным субстратом для обоих типов АТФаз в плазмалемме клеток флоэмы борщевика явился комплекс Mg «АТФ в соотношении концентраций 1:1.

Пока нельзя однозначно ответить, разные это АТФазы, функционирующие в плазмалемме клеток флоэмы борщевика, или более сложным образом организованная единая транспортная система, обеспечивающая энергией А1Ф транспорт Н+, К+ и Na + через плазматические мембраны. Теоретически существуют предпосылки для объяснения обоих вариантов.

При рассмотрении первого из них необходимо прежде всего упомянуть тот факт, что обычно поглощение К+ в 2-8 раза боль^-ше, чем выход протона из клеток корней растений ( Pitman, 1970)У Можно было бы предположить, что Н+/К+-насос этих клеток работает в режиме 2«© иона калия на I ион Н+, однако экспериментальных данных, подтверждающих такую стехиометрию работы насоса, нет. Как следует из работы по исследованию котранспорта Н+ с сахарами (Hutchings , 1978), стехиометрия Н+/К+ переноса, очевидно, 1:1. Поэтому более оправданным будет предположение о том, что в активном транспорте К+ через плазматические мембраны клеток высших растений участвует не одна, а,по тайней мере, две транспортные системы.

Вероятность работы двух систем в растительных клетках, обеспечивающих транслокацию К+ через плазмалемму, следует из результатов ряда работ по изучению транспортных процессов, проведенных на интактных растениях. Так, Выскребенцевой и Красавиной (1971) было показано, что в корнеплодах сахарной свеклы только часть К+-потока ингибируется строфантином. Чес-ман И Хансон ( Cheeseman, Hanson , 1980) при изучении транспорта К+ в клетках корней кукурузы обнаружили, что существует, по крайней мере, две системы, ответственные за калиевый транспорт. Они нашли ДЦКД-чувствительную систему, которая обеспечивала активное поглощение К+ из среды с низкой концентрацией К+. По мнению авторов функционирование этой системы обусловлено работой Н+,К+-АТФазы. Вторая система, неизвестной для исследователей природы, была нечувствительна к действию ДЦКД и сохраняла активность при различных внеклеточных и внутриклеточных концентрациях К+. Высказанные выше предположения авторов о возможной работе в клетках высших растений двух систем, обеспечивающих накопление К+ внутри клеток, находят хорошее объяснение в свете полученных нами данных. Такими системами могут являться обнаруженные протонная и На+,К+-АТФазы.

О возможном наличии в клетках высших растений одновременно двух насосов - протонного и натриевого - свидетельствуют также работа Хачатряна (1980) по действию различных ингибиторов на мембранный потенциал клеток высших растений. Как известно, мембранный потенциал представляет собой сумму диффузионных потенциалов и потенциалов, создаваемых активными насосами. В работе данного автора было показано, что генерация мембранного потенциала клетками корешков кукурузы может ингибироваться как ингибитором протонных насосов - ДЦВД, так и ингибитором Na + - насосов - оуабаином. Оуабаин деполяризовал мембрану на 20-25 мв, ЭДКД - на 70 мв.

Одновременное присутствие нескольких насосов, основой которых являются транспортные АТФазы, наблюдается в плазматических мембранах ряда животных клеток. По данным некоторых авторов в щазмалемме слизистой желудка функционируют Н+/Я+~АТФаза, Na+,К+-АТФаза и НС0~-АТФаза (Линд, Тахе-пыльд, 1978), а обработка этой мембраны трипсином позволила выявить дополнительно скрытую активность Са-АТФазы, которая не зависела от присутствия в среде К+ ( Nandi, Ray, Sen • ©81). В плазмалемме клеток почечной ткани обнаружено четыре типа АТФаз: оуабаин-чувствительная, Na+,K+-стимулируемая Mg .«зависимая АТФаза; оуабаин-нечувствитель-ная Са2+-стимулируемая АТФаза; оуабаин-нечувствительная на--стимулируемая АТФаза и НС0д-АТ£аза (Perez-Gonzales, Proverbio, Whittembury, 1980). При изучении АТФаз микросомальной фракции кефали исследователи пришли к выводу, что в экскреции Na + через жабры участвует, кроме NatK+-АТФазы, некоторая дополнительная ^-чувствительная система ( Pic, Ellory, Lucu , ©79). Несколько типов АТФаз описаны в мембранах эритроцитов и тромбоцитов врови ( Zade-Oppen, Schooler, Tosteson * 1979 * Sivertsen , 1981,

Nelson, Rudnick , 1981, Бушнева, Иващенко, ©81). Таким образом, результаты исследования АТФазных систем различных животных тканей позволяют признать возможным факт одновременного обнаружения двух транспортных АТФазных систем в плазма-лемме клеток флоэмы борщевика.

Возникают, однако, вопросы - оправдано ли для растительной клетки иметь две системы, способствующие накоплению К+ внутри её? Каковы их отношения между собой? Возможно, что два фермента делают всю систему в целом, с одной стороны, более лабильным образованием, предполагая взаимозаменяемость ее компонентов, а с другой стороны, повышает ее надежность. По мнению ряда авторов, активный транспорт некоторых ионов надежно осуществляется системой, состоящей из двух ферментов, обладающих ассиметричной функциональной структурой и различной зависимостью от рН'. Предложена и проанализирована математическая модель функционирования такой системы ( Selegny, Vincent , В80).

Система с двумя ферментами и более четким разделением функции между ними позволяет расширить сферу их влияния на различные процессы жизнедеятельности клетки. Так протонная АТФаза, создавая на мембране электрохимический градиент протонов, может способствовать не только накоплению К+ в клетке, а, вероятно, даже в большей степени принимать участие в осуществлении вторичного транспорта других веществ, важных для жизнедеятельности клетки. Тогда как основной аспект функционирования ^,К+-АТФазы может состоять в обеспечении ионного гомеостаза клетки.

Вполне возможно, что два максимума АТФазной активности присущи исключительно клеткам проводящей ткани высших растений в связи с реализацией таких ее важнейших фунций, как латеральный и дальний транспорт ионов и веществ по ее адеткам, с одной стороны, и осуществление импульсного механизма передачи возбуждения у растений, с другой. Чаще всего исследователи, изучавшие АТФазные системы на других клетках высших растений, выявляли одну Независимую АТФазу, ингибируемую ДЦЦД. Гораздо реже выявлялась в плазмалемме клеток корней

-165, ца+,К+-АТ£аза. Последнее обстоятельство может свидетельствовать или о наличии На-транспортной системы в плазматических мембранах корней далеко не всех растений, а,например, только солеросов (в корнях именно таких растений обнаруживали иа+,К+-АТФазную систему) (Палладина, 1981, ИкЬауа, ж^сЬиа-Ыпа, 1981) , или о том, что она может находиться в плазматических мембранах клеток высших растений не всегда в активном состоянии (Опритов, Крауз, 19 74); Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо провести более широкое исследование транспортных АТШазных систем на других тканях и органах высших растений.

Таким образом, предположение о том, что обнаруженные два оптимума АТ£азной активности в плазмалемме клеток флоэмы борщевика принадлежат двум разным ферментам, может быть хорошо обоснованно, но не менее обоснованными могут быть доказательства того, что эти оптимумы принадлежат одной транспортной системе, функционирующей в разных режимах. Есть мнение, что АТФазная система, работающая в плазматических мембранах растений, способна переключаться с одного режима работы на другой: I) электрогенный перенос Н+, 2) электрогенный К+/Н+ обмен, 3) неэлектрогенный К+/Н+ обмен при увеличении К+ в среде выше нормы, 4) К+/ +-обмен при недостатке К+ или в условиях засоления среды (Воробьев, 1980).

Предполагают, что НаК+-АТФаза плазматических мембран животных клеток также может функционировать в нескольких режимах, при щелочных значениях рН, осуществляя обмен, при нейтральных рН иа+/к+ и при кислых значениях рН - Н+/К+ обмен (Болдырев, Г982). Известно, что на+,к+--АТБаза имеет два активных центра - один на внешней и другой на внутренней стороне мембраны. Внешний активный центр связывает ионы К+, а внутренний - ионы Na+( Skou, 1964). Показано, что сродство центров к ионам Na+ и К+ изменяется в зависимости от рН раствора. Повышение концентрации ионов водорода увеличивает сродство центров иа+,К+-АТФ-азы к калию и уменьшает к натрию. Ионы ОН" повышают сродство к натрию и уменьшают к калию ( Skou, Esmann, 1980) . Поэтому, при низких значениях рН фермент может работать как К+, Н+-Шаза, а цри высоких величинах рН - как Na+,Na+ -А1Ф-аза. Вероятно, натриевые и калиевые центры фермента представлены функциональными группами белка, способными к реакции протонирования и депротонирования (Ткачук, 1974), 0 наличии таких протон-донорных и протон-акцепторных групп в молекуле фермента свидетельствуют также данные об особенностях связывания оуабаина ферментом ( Shuurmans Stekhoven, Bonting, 1981).

Очевидно, вопрос о переключении работы фермента с одного режима работы на другой имеет общие точки с вопросом о связи транспорта Н+ с работой яга+,К+-насоса. 0 том, что такая связь имеется, свидетельствуют ряд фактов. При проведении возбуждения аксоном кальмара в омывающем растворе зарегистрировано увеличение концентрации ионов водорода. После прекращения раздражения рН принимало прежнюю величину (Вепринцев и др. 1972). Вепринцевым с соавторами (1972) установлено, что за один нервный импульс из аксоплазмы в наружную среду перено

12 + 2 сится приблизительно 10 гр-ион Н /см . С помощью стеклянного миьфоэлектрода были измерены значения рН внутри нейрона улитки, в волокнах Пуркинье сердца овцы, в волокнах камбало-видной мышцы мыши. Оказалось, что во всех этих случаях внутриклеточное значение рН было на 0,1-0,3 ед. более щелочное, чем рН наружной среды, В нейроне улитки было зарегистрировано рН 7,5 против рН 7,4 в наружной среде, в волокнах Пур-кинье -7,4 против 7,2 и в волокнах камбаловидной мышцы -7,4 против 7,1 С Thomas , 1977), По мнению Томаса (Thomas, 1976) вероятен активный транспорт Н+ через возбудимую мембрану, так как значения рН внутри клетки слишком высоки, чтобы их можно было объяснить пассивным выходом протонов через клеточную мембрану.

Взаимосвязь выхода протона с активным транспортом Na+ и К+ показана в экспериментах на эпителиальных клетках подчелюстных желез крыс (Knouf » 19 74), а также в экспериментах на нерве, устанавливающих факт частотной зависимости выхода протона из нерва (Максимов, 1977).

В работе Вепринцева с соавторами (1972) предлагается гипотетическая схема транспорта Н+ через аксональную мембрану, в котором принимает непосредственное участие ш +,К+-АТФаза. п к н1 mîîa+i

Е~пК+

-Е: -Е" К

АТЗ

-Е ■Е ' Е

АДФГРН

Na

Рис. 39 Предполагаемая схема транспорта ионов в аксоне кальмара (Вепринцев и др., 1972).

На внутренней стороне мембраны АТФаза взаимодействует с АТФ. При этом низкоэнергетическая форма фермента (Е~), имеющая высокое сродство к ионам К"1", переходит в высокоэнергетическую форму (Е связывающую ионы Иа На внешней стороне мембраны в отсутствии АТФ Е ^ будет гидролизоваться и превратится в Е~. В результате гидролиза комплекса E~mNa+ распадается и ионы Na + освобождаются во внешний раствор. Гидролиз ма1фоэргических соединений, как известно, сопровождается освобождением Н+. Схема транспорта Н+, сопряженного с работой Na +,К+-насоса, требует еще экспериментального подтверждения*

Таким образом, как видно из рассмотренных фактов,предположение о том, что обнаруженные два пика АТвазной активности в плазматических мембранах клеток флоэмы борщевика могут быть режимами работы одной сложной транспортной системы, является не менее обоснованным, чем предположение о наличии в одной плазматической мембране двух разных АТФаз. Изучая степень активирования катионами К+ и Na+ АНазного препарата ми1фосомальной фракции, обогащенной плазматическими мембранами из корней галофита piantago maritima и менее солеустойчивого piantago coronopus Эрдеи и Куипер С Erdei, Kuiper , В80) предложили транспортную модель Н+-насоса, состоящего из нескольких субъединиц, регулируемых гормонами липидами и двухвалентными катионами и участвующего в транспорте различных одновалентных катионов.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.