Прооксидантные и антиоксидантные свойства пролина у растений и культивируемых клеток Thellungiella salsuginea. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.05, кандидат биологических наук Сошинкова, Татьяна Николаевна

• Сошинкова, Татьяна Николаевна
• кандидат биологических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Сошинкова, Татьяна Николаевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Окислительный стресс

1.2Антиоксидантная защитная система

1 .ЗПролин как компонент защитной системы растений

1.3.1 Свойства и биосинтез пролина

1.3.2 Ключевые ферменты метаболизма пролина

1.3.3 Мультифункциональная роль пролина

1.3.4 Функционирование «пролинового цикла»

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объект исследования

2.2 Условия выращивания растений и культуры клеток

2.3 Условия проведения опытов

2.4 Определение содержания малонового диальдегида

2.5 Определение активности супероксиддисмутазы

2.6 Определение активности аскорбатпероксидазы

2.7 Определение внутриклеточного содержания пролина

2.8 Определение активности пролиндегидрогеназы

2.9 Определение содержания белка в ферментных препаратах

2.10 Методика нативного гель-электрофореза СОД и АП

2.11 Определение уровня транскрипции генов

2.12 Определение содержания свободного оксипролина

2.13 Математическая обработка данных

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Развитие окислительного стресса при обработке пролином растений и культивируемых клеток Thellungiella salsuginea в нормальных условиях культивирования

3.2 Развитие окислительного стресса при обработке пероксидом водорода растений и культивируемых клеток Th. salsuginea

3.3 Особенности совместного действия Н2О2 и пролина на функционирование антиоксидантной системы растений и культивируемых клеток

3.4 Влияние пролина, Н202 и их совместного действия на изоферментный состав СОД и АП в растениях и культивируемых клетках

3.5 Влияние экзогенного пролина, Н2О2 и их совместного действия на экспрессию генов, кодирующих изоформы аскорбатпероксидазы и супероксиддисмутазы

3.6 Влияние пролина, Н202 и их совместного действия на экспрессию генов метаболизма пролина

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

Список цитируемой литературы

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АФК активные формы кислорода

АП аскорбатпероксидаза

ОС окислительный стресс

СОД супероксиддисмутаза

Cu/Zn - СОД изоформа СОД, содержащая медь и цинк как кофакторы

Fe - СОД изоформа СОД, содержащая железо как кофактор

Мп СОД изоформа СОД, содержащая марганец как кофактор

ПО гваяколовая пероксидаза

КАТ кагал аза

МДА малоновый диальдегид

ПОЛ перекисное окисление липидов мембран

ЦТК цикл трикарбоновых кислот

Р5С А1- пирролин-2-карбоксилат

P5CDH А1- пирролин-5-карбоксилатдегидрогеназа

P5CS А1- пирролин-5-карбоксилатсинтетаза

P5CR А1- пирролин-5-карбоксилатредуктаза

PDH пролиндегидрогеназа

ОАТ орнитин-5-аминотрансфераза

PMSF фенилметилсульфонилфторид

DMSO диметилсульфооксид

ПВП поливинилпирролидон

DTT дитиотриитол

NBT нитросиний тетразолий

TEMED тетраметилэтилендиамин

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прооксидантные и антиоксидантные свойства пролина у растений и культивируемых клеток Thellungiella salsuginea.»

ВВЕДЕНИЕ

Около 3 млрд лет назад кислород стал необходимым компонентом окружающей среды и одним из условий существования аэробных организмов. При этом образование активных форм кислорода (АФК) явилось негативным следствием жизни организма в аэробной среде. В процессе эволюции у растений происходило формирование и развитие сложных многоступенчатых защитных реакций, контролирующих уровень АФК. Действие на растительный организм любого стрессорного фактора, как абиотического, так и биотического, провоцирует сверхпродукцию АФК и нарушает равновесие между их уровнем и активностью антиоксидантной защитной системы (Mittler, 2002; Foyer, Noctor, 2005; Gechev et al., 2006). Достижение нового равновесного состояния в изменившихся условиях представляет собой интегральный процесс, включающий множество метаболических путей, регуляция которых может осуществляться на транскрипционном, посттранскрипционном, трансляционном и посттрансляционном уровнях. Однако механизмы взаиморегуляции между компонентами антиоксидантной системы на сегодняшний день практически не известны. Одними из ключевых компонентов антиоксидантной системы являются ферменты аскорбат-глутатионового цикла, супероксиддисмутаза (СОД), каталаза (КАТ) и др. Роль низкомолекулярного многофункционального метаболита - пролина в ответе на окислительный стресс исследована далеко не достаточно.

С момента первого сообщения об аккумуляции пролина у стареющих

растений райграса (Lolium perenne) (Kemble, MacPherson, 1954) число

исследований об увеличении внутриклеточного содержания пролина у высших

растений при действии разнообразных стрессорных факторов, достигло

впечатляющих значений. В настоящее время хорошо известны данные,

5

демонстрирующие осмопротекторные свойства пролина (Schat et al., 1997; Choudhary et al., 2005; Yancey, 2005; Verslues et al., 2006), его способность стабилизировать структуру белков и регулировать pH цитоплазмы, снижать содержание АФК (Yang et al., 2009), а также регулировать соотношение НАД/НАД-Н (Krishnan et al., 2008; Szabados, Savoure, 2009; Lehmann et al., 2010; Verslues, Sharma, 2010). Однако молекулярные механизмы пролин-опосредованной защиты клеток растений остаются не выясненными; антиоксидантное действие пролина также требует серьезных дополнительных исследований. Кроме того, практически не изученным остается вопрос о том, что происходит с ферментами антиоксидантной защиты и низкомолекулярными компонентами при повышении содержания пролина в растениях. В последние годы появляются сведения о том, что стресс-зависимое изменение внутриклеточного содержания пролина может участвовать в регуляции активностей антиоксидантных ферментов в растениях (Ozturk, Demir, 2002; Радюкина и др., 2008; 2009). Но эти данные немногочисленны и конкретные механизмы взаимодействия пролина с антиоксидантными ферментами до сих пор не ясны. В связи с этим важно исследовать участие пролина в регуляции функционирования ряда антиоксидантных ферментов в растениях при развитии окислительного стресса, вызванного действием абиотических стрессоров.

В последнее время в качестве модельного объекта для изучения

устойчивости растений к различным стрессорам стали использовать

Thelhmgiella salsuginea. Это близко родственное с Arabidopsis thaliana растение

проявляет повышенную устойчивость к холодовому и солевому стрессам

(Amtmann, 2009). Молекулярные механизмы устойчивости Th. salsuginea к

абиотическим воздействиям пока остаются мало изученными. Представляет

также интерес вопрос о том, реализуется ли способность Th. salsuginea

аккумулировать высокие уровни пролина лишь на клеточном уровне, или она

проявляется также и на уровне целого организма. В связи с этим, нам представлялось актуальным провести сравнительные исследования влияния пролина на функционирование антиоксидантной системы у растений и культивируемых in vitro клеток Th. salsuginea.

Цель исследования: Цель работы заключалась в изучении участия пролина в регуляции функционирования ферментов антиоксидантной системы растений и культивируемых клеток Th. salsuginea в условиях окислительного стресса.

Задачи:

1. Изучить действие экзогенного пролина на активность ферментов антиоксидантной системы, изоферментный состав СОД, аскорбатпероксидазы (АП) у растений и культивируемых клеток Th. salsuginea.

2. Исследовать развитие окислительного стресса и функционирование ряда компонентов антиоксидантной системы при действии экзогенного пероксида водорода на растения и культивируемые клетки Th. salsuginea.

3. Изучить совместное действие пролина и пероксида водорода на функционирование ряда компонентов антиоксидантной системы растений и культивируемых клеток Th. salsuginea.

4. Провести сравнительное исследование действия пролина, пероксида водорода и их совместного действия на экспрессию генов метаболизма пролина и генов, кодирующих изоформы СОД и АП в растениях и культивируемых клетках Th. salsuginea.

Научная новизна. Впервые показано, что экзогенный пролин вызывает окислительный стресс в листьях растений и культивируемых клетках Th.

йакгфпеа, то есть проявляет прооксидантные свойства. Этот эффект был сходен с действием экзогенного пероксида водорода на объекты исследования. Защитное действие пролина проявлялось в условиях окислительного стресса, вызываемого действием пероксида водорода. Впервые показано, что в условиях окислительного стресса, вызываемого пролином и пероксидом водорода, повышается содержание свободного оксипролина. Пролин при совместном действии с пероксидом водорода снимает ингибирующее действие последнего на экспрессию генов СОД и АП в листьях растений и культивируемых клетках Тк заЫ^теа. Впервые показана работа «пролинового цикла» при совместном действии пролина с пероксидом водорода у растений и культивируемых клеток Тк БаЬг^теа, существование которого ранее было известно для клеток животных.

Практическая значимость. Полученные в результате исследований данные по влиянию пролина на функционирование антиоксидантной защитной системы растений и культивируемых клеток Тк хаЫ^пеа в нормальных условиях и при действии окислительного стресса имеют существенное значение для понимания механизмов координированной регуляции компонентов защитного ответа растительного организма в процессе реализации адаптивных программ. Эти фундаментальные знания могут использоваться в разработке технологии создания трансгенных растений с повышенной устойчивостью к абиотическим факторам среды. Вся совокупность теоретических обобщений и полученных экспериментальных данных работы может быть использована в курсах лекций для студентов биологических факультетов ВУЗов.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на 14-ой Пущинской международной школе-конференции молодых ученых «Биология -наука XXI» (Пущино, 2010); Всероссийском симпозиуме «Растение и стресс

(Plants under Environmental Stress)» (Москва, 2010); 15-ой Пущинской международной школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI» (Пущино, 2011); VII Съезде ОФР «Физиология растений - фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий» (Нижний Новгород, 2011); XIX Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2012» (Москва, 2012); Н(Х) Международной Ботанической Конференции молодых ученых (Санкт-Петербург, 2012); на семинаре молодых ученых в Институте физиологии растений им. К.А.Тимирязева (Москва, 2013)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, из которых 2 статьи в рецензируемом журнале «Физиология растений».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследований, изложения полученных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы. Материалы диссертации изложены на 113 страницах машинописного текста и содержат 5 таблиц и 12 рисунков. Список цитируемой литературы включает 250 наименований, в т.ч. 238 на иностранных языках.

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Сошинкова, Татьяна Николаевна

выводы

1. Культура клеток Тк эаЫ^теа, в основном, повторяет закономерности изменений метаболизма и аккумуляции пролина, характер проявления окислительного стресса и особенностей функционирования компонентов антиоксидантной защитной системы, характерных для растений, что позволяет использовать её как удобную модельную систему для изучения механизмов адаптации.

2. Экзогенный пролин вызывает окислительный стресс, что проявляется в увеличении содержания МДА, повышении активностей СОД и АП и изменении интенсивности экспрессии кодирующих изоформы этих ферментов генов. Полученные данные позволяют говорить о том, что регуляция пролином активностей антиоксидантных ферментов может быть реализована, как на транскрипционном (посттранскрипционном), так и посттрансляционном уровнях.

3. Продуктом окисления пролина в растениях может быть свободный оксипролин, содержание которого увеличивается примерно вдвое в ответ на обработку растений экзогенным пролином или на совместное действие пролина и пероксида водорода.

4. Прооксидантное действие пролина сходно с прооксидантным действием пероксида водорода, что проявляется в увеличении содержания МДА, повышении активности СОД и АП.

5. Совместное действие пролина и пероксида водорода не приводит к развитию окислительного стресса. При этом отмечается проявление защитного эффекта пролина в присутствии пероксида водорода. В пользу этой точки зрения свидетельствует способность пролина снижать содержание МДА и одновременно повышать жизнеспособность культивируемых клеток в условиях негативного действия пероксида водорода.

6. Интенсивность экспрессии генов, кодирующих ферменты метаболизма пролина, изменяется не только под действием пероксида водорода и пролина, но и при совместном действии двух факторов, что указывает на необходимость поддержания оптимального уровня пролина в результате функционирования «пролинового цикла».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Пролин - вторичная протеогеииая аминокислота, обладающая рядом уникальных свойств. Ферменты, метаболизирующие пролин тканеспецифичны, имеют разное внутриклеточное распределение и особые механизмы регуляции. Пролин, наравне с растворимыми углеводами, полиаминами и другими низкомолекулярными веществами, участвует в защитном ответе растения на действие широкого круга абиотических стрессоров. Стресс-зависимое изменение биосинтеза и катаболизма пролина показано у различных организмов. На основании ряда исследований предложена гипотеза об участии пролина в сигнальном каскаде, приводящем, например, в клетках животных через р53-зависимую индукцию пролиноксидазы к программируемой гибели клеток (Hare et al., 1997; Ни et al., 2007). В клетках растений и бактериях этот сигнальный каскад приводит к запуску осморегулирующего механизма. Однако доказательств многуфункциональности пролина накоплено недостаточно и известные работы выполнены на модельных растениях, основным из которых является A. thaliana, не проявляющий высокую устойчивость к абиотическим стрессорам. В связи с этим основной целью настоящей работы было исследование двойной роли пролина как прооксиданта и антиоксиданта в растении и культуре клеток экстремофита Th. salsuginea.

Несмотря на то, что исследуемое растение и культура клеток характеризовались высоким конститутивным содержанием пролина, его добавление в питательную среду приводило к развитию окислительного стресса как на клеточном, так и на оргапизменном уровнях, т.е. проявлению им прооксидантных свойств. Это выражалось в увеличении содержания МДА -основного продукта ПОЛ, а также в активации СОД и АП, в увеличении содержания свободного оксипролипа. Прооксидантное действие пролина, показанное в наших экспериментах на листьях растения и на культивируемых клетках Th. salsuginea, а также на растениях шалфея (Шашукова, 2009) и в экспериментах других исследователей (Deuschle et al., 2001; Hanson et al., 2008; Miller, 2009), связывают с активацией ПДГ в Р5С-пролиновом цикле. Нарушение концентрации пролина в цитозоле приводит, по-видимому, к активации этого цикла за счет усиления окисления пролина. В этой реакции, осуществляемой в митохондриях и катализируемой ПДГ, электрон и протон от пролипа напрямую включаются в дыхательную цепь митохондрий. При активации ПДГ избыток электронов может нарушать окислительно-восстановительный баланс и вызывать образование АФК (Elthon et al., 1982; Cooper et al., 2008). Образовавшийся в этом цикле супероксид превращается в Н202 в реакции, катализируемой СОД. Но, возможно и неферментативное образование пероксид радикала, который в водном растворе превращается в Н202. Последний и является причиной активации АП. Кроме того, наблюдаемое повышение содержания свободного оксипролина может быть сигналом для усиления экспрессии генов, кодирующих ферменты биосинтеза пролина. Таким образом, из сказанного выше следует, что обработка пролином в нормальных условиях культивирования как целых растений, так и клеток in vitro вызывает стрессовую реакцию и нарушает окислительно-восстановительный баланс. Более того, анализ экспрессии генов, кодирующих ферменты метаболизма пролина показал, что внутриклеточный пул пролина должен находиться под строгим контролем, который осуществляется не только на уровне активности ферментов, но и на транскрипционном уровне.

При сравнении действия пролина и Н202 оказалось, что оба эти вещества действовали сходным образом и на растения и на культуру клеток. Сходство проявлялось в усилении ПОЛ, активации исследованных антиоксидантных ферментов и активностей изоформ СОД, изменении изоферментного состава АП и экспрессии генов, кодирующих изоформы указанных ферментов. Однако повышение внутриклеточного содержания пролина на фоне действия эффектора окислительного стресса способствовало восстановлению редокс-гомеостаза в клетках растений и суспензионной культуры Тк. яаЫщтеа.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Сошинкова, Татьяна Николаевна, 2013 год

Список литературы

1. Бараненко В.В. (2006) Супероксиддисмутаза в клетках растений. Цитология, 48, 465-474.

2. Бизунок H.A. (2012) Фармакодинамические взаимодействия N-замещенных производных L-пролина и клеточных модуляторов разного типа действия на модели FcyR-зависимого фагоцитоза. Известия национальной академии наук Белоруссии, 2, 53-62.

3. Зайцев Г.Н. (1984) Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 424 с.

4. Карташов A.B., Радюкина Н.Л., Иванов Ю.В., Пашковский П.П., Шевякова Н.И., Кузнецов Вл.В. (2008) Роль систем антиоксидантной защиты при адаптации дикорастущих видов растений к солевому стрессу. Физиология растений, 55, 516-522.

5. Кузнецов Вл.В., Шевякова Н.И. (1999) Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция. Физиология растений. 46, 321-336.

6. Пешкова Г.А., Малышев Л.И. (1994) Флора Сибири. Т. 7. Н.: Наука, 159 с.

7. Полесская О.Г. (2007) Растительная клетка и активные формы кислорода. М.: КДУ, 140с.

8. Радюкина Н.Л., Шашукова A.B., Шевякова Н.И., Кузнецов Вл.В.

(2008) Участие пролина в антиоксидантной защитной системе шалфея при действии NaCl и параквата. Физиология растений, 55, 721-730.

9. Радюкина Н.Л., Мапелли С., Иванов Ю.В., Карташов A.B., Брамбилла

И., Кузнецов Вл.В. (2009) Гомеостаз полиаминов и антиоксидантная

81

система корней и листьев Plantago major L. При солевом стрессе. Физиология растений, 56, 359-368.

Ю.Радюкина Н.Л., Шашукова А.В., Макарова С.С., Кузнецов Вл.В. (2011) Экзогенный пролин модифицирует экспрессию генов при UV-B облучении. Физиология растений, 58, 49-57.

11. Шашукова А.В. (2009) Участие пролина в регуляции уровня полиаминов и функционирования антиоксидантных ферментов у растений Salvia officinalis L. при действии УФ-В облучения. Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук. М. 155 с.

12.Шевякова Н.И., Бакулина Е.А., Кузнецов Вл.В. (2009) Антиоксидантная роль пролина у галофита Mesembryanthemum crystallinum при действии засоления и параквата, инициирующих окислительный стресс. Физиология растений, 56, 736-742.

13. Abraham Е., Rigo G., Szekely G., Nagy R., Koncz C., Szabados L. (2003) Light-dependent induction of proline biosynthesis by abscisic acid and salt stress is inhibited by brassinosteroid in Arabidopsis. Plant Molecular Biol., 51, 363372.

14. Ahmad J., Hellebust J.A. (1988) The relashionship between inorganic nitrogen metabolism and proline accumulation in osmoregulatory responses of two euryhaline microalgae. Plant Physiol, 88, 348-354.

15. Ali G., Srivastava P.S., Iqbal M. (1999) Proline accumulation, protein pattern and photosynthesis in Bacopa Monniera regenerates grown under NaCl stress. Biol. Plant, 42, 89-95.

16. Alia, Saradhi P.P. (1991) Proline accumulation under heavy metal stress. J. Plant Physiol., 138, 554-558.

17. Alia, Saradhi P.P., Mohanty P. (1993) Proline in relation to free radical production in seedlings of Brassica juncea raised under sodium chloride stress. Plant Soil, 155/156, 497-500.

18. Alia, Saradhi P.P., Mohanty P. (1997) Involvement of proline in protecting thylakoid membranes against free radical-induced photodamage. J. Photochem. Photobiol., 38, 253-257.

19.Alscher R.G., Erturk N., Health L.S. (2002) Role of superoxide dismutases (SODs) in controlling oxidative stress in plants. Journal of Experimental Botany., 53, 1331-1341.

20.Amtmann A. (2009) Learning from evolution: Thellungiella generates new knowledge on essential and critical components of abiotic stress tolerance in plants. Mol. Plant., 2, 3-12.

21. Apel K., Hirt H. (2004) Reactive oxygen species: metabolism, oxidative stress and signal transduction. Annu. Rev. Plant Biol, 55, 373-399.

22.Armengaud P., Thiery L., Buhot N., Grenier-de March G., Savoure A.

(2004) Transcriptional regulation of proline biosynthesis in Medicago truncatula reveals developmental and environmental specific features. Physiologia Plantarum, 120, 442^150.

23.Asada K. (1999) The water-water cycle in chloroplasts: Scavenging of active oxygens and dissipation of excess photons. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 50, 601-639.

24. Asada K. (2000) The water-water cycle as alternative photon and electron sinks. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 355, 1419-1431.

25.Atkin O.K., Macherel D. (2009) The crucial role of plant mitochondria in orchestrating drought tolerance. Annals of Botany, 103, 581-597.

26. Atkinson D.E. (1977) Cellular energy metabolism and its regulation. New York, Academic Press.

27.Baban B.A., Vinod M.P., Tanner J.J., Becker D.F. (2004) Probing a hydrogen bond pair and the FAD redox properties in the proline dehydrogenase domain of Escherichia coli PutA. Biochim. Biophys. Acta, 1701, 49-59.

28. Bates L.S., Waldren R.P., Teare I.D. (1973) Rapid Determination of Free Proline for Water Stress Studies. Plant Soil., 39, 205-207.

29.Beauchamp Ch., Fridovich I. (1971) Superoxide Dismutase Improved Assays and an Assay Applicable to Acrylamide Gels. Annal. Biochem., 44, 276-287.

30. Ben Hassine A., Ghanem M.E., Bouzid S., Lutts S. (2008) An Inland and a coastal population of the Mediterranean xero-halophyte species Atriplex halimus L. differ in their ability to accumulate proline and glycinebetaine in response to salinity and water stress. J. o/Experim. Botany, 59, 1315-1326.

31.Benschop J.J., Mohammed S., O'Flaherty M., Heck A.J.R., Slijper M., Menke F.L.H. (2007) Quantitative phosphoproteomics of early elicitor signaling in Arabidopsis. Mol. Cell Proteomics, 6, 1198-1214.

32.Bertazzini M., Medrzycki P., Bortolotti L., Maistrello L., Forlani G. (2010) Amino acid content and nectar choice by forager honeybees (Apis mellifera L.). Amino Acids, 39, 315-318.

33.Blokhina O., Virolainen E., Fagerstedt K.V. (2003) Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review. Ann. Bot., 91, 179-194.

34. Borsani O., Zhu J., Verslues P.E., Sunkar R., Zhu J.K. (2005) Endogenous siRNAs derived from a pair of natural cis-antisense transcripts regulate salt tolerance in Arabidopsis. Cell, 123, 1279-1291.

35. Bowler C., Fluhr R. (2000) The role of calcium and activated oxygens as signals for controlling cross-tolerance. Trends in Plant Science., 5(6), 241-246.

36.Boyer J.S. (2010) Drought decision-making. J. of Experim. Botany., 61, 34933497.

37.Bussis D., Heineke D. (1998) Acclimation of potato plants to polyethylene glycol-induced water deficit - II. Content and Subcellular distribution of organic solutes. J. of Experimental Botany, 49, 1361-1370.

38. Chen Q., Zhang M., Shen S. (2010) Effect of salt on malondialdehyde and antioxidant enzymes in seedling roots of Jerusalem artichoke {Helianthus tuberosus L.). Acta Physiol. Plant, 33, 273-278.

39.Choudhary N.L., Sairam R.K., Tyagi A. (2005) Expression of deltal-pyrroline-5-carboxylate synthetase gene encoding drought in rice (Oryza sativa L.). Ind. J. Biochem. Biophys., 42, 366-370.

40. Chiang H.H., Dandekar A.M. (1995) Regulation of proline accumulation in Arabidopsis during development and in response to dessication. Plant Cell Environ., 18, 1280-1290.

41.Conklin P.L., Barth C. (2004) Ascorbic acid, a familiar small molecule intertwined in the response of plants to ozone, pathogens and the onset of senescence. Plant, Cell and Environment., 27, 959-970.

42. Cooper S.K., Pandhare J., Donald S.P., Phang, J.M. (2008) A Novel Function for Hydroxyproline Oxidase in Apoptosis through Generation of Reactive Oxygen Species. J. Biol. Chem., 283, 485-492.

43.Corpas F.J., Barroso J.B., del Rio L.A. (2001) Peroxisomes as a source of reactive oxygen species and nitric oxide signal molecules in plant cells. Trends in Plant Sci., 6(4), 145-150.

44.Culham D.E., Vernikovska Y., Tschowri N., Keates R.A.B., Wood J.M., Boggs J.M. (2008) Pehplasmic loops of osmosensory transporter ProP in Escherichia coli are sensitive to osmolality. Biochemistry, 47, 13584-13593.

45. Curtis J., Shearer G., Kohl D.H. (2004) Bacteroid proline catabolism affects N2 fixation rate of drought-stressed soybeans. Plant Physiol., 136, 3313-3318.

46.Dat J., Vandenabeele S., Vranova E., Van Montagu M., Inze D., Van Breusegem F. (2000) Dual action of the active oxygen species during plant stress responses. Cellular and Molecular Life Sciences. Vol. 57.P.779-795.

47. Davis B.J. (1964) Disc electrophoresis. 2, Method and application to human serum proteins. Ann. New York Acad. Sci., 121, 404-427.

48.de Ronde J.A., Cress W.A., Kruger G.H.J., Strasser R.J., Van Staden J.

(2004a) Photosynthetic response of transgenic soybean plants, containing an Arabidopsis P5CR gene, during heat and drought stress. J. of Plant Physiol, 161, 1211-1224.

49. de Ronde J.A., Laurie R.N., Caetano T., Greyling M.M., Kerepesi I. (2004b) Comparative study between transgenic and non-transgenic soybean lines proved transgenic lines to be more drought tolerant. Euphytica., 138, 123-132.

50.Delauney A. J., Hu C.A., Kishor B.P., Verma D.P. (1993) Cloning of ornithine delta-aminotransferase cDNA from Vigna aconitifolia by transcomplementation in Escherichia coli and regulation of proline biosynthesis. J. of Biological Chemistry, 268, 18673-18678.

51.Delauney A.J., Verma D.P.S. (1990) A soybean gene encoding pyrroline-5-carboxylate reductase was isolated by functional complementation in Escherichia coli and is found to be osmoregulated. Molecular General Genetics, 221,299-305.

52.Delauney A.J., Verma D.P.S. (1993) Proline biosynthesis and osmoregulation in plants. Plant J., 4, 215-223.

53.DeuschIe K., Funck D., Forlani G., Stransky H., Biehl A., Leister D., van der Graaf E., Kunzee R., Frommer W.B. (2004) The role of delta-pyrroline-5-carboxylate dehydrogenase in proline degradation. Plant Cell, 16, 3413-3425.

54.Deuschle K., Funck D., Hellmann H., Däschner K., Binder S., Frommer

W.B. (2001) A nuclear gene encoding mitochondrial A'-pyrroline-S-carboxylate dehydrogenase and its potential role in protection from proline toxicity. Plant J., 27, 345-356.

55. Di Martino C., Pizzuto R., Pallotta M.L., De Santis A., Passarella S. (2006) Mitochondrial transport in proline catabolism in plants: the existence of two separate translocators in mitochondria isolated from durum wheat seedlings. Planta, 223, 1123-1133.

56. Donald S.P., Sun X.Y., Hu C.A., Mei J.M., Valle D., Phang J.M. (2001) Proline oxidase, encoded by p53-induced gene-6, catalyzes the generation of proline-dependent reactive oxygen species. Cancer Res., 61, 1810-1815.

57.EIthon T.E., Stewart C.R. (1981) Submitochondrial location and electron transport characteristics of enzymes involved in proline oxidation. Plant Physiol, 67, 780-784.

58.Elthon T.E., Stewart C.R. (1982) Proline Oxidation in Corn Mitochondria: Involvement of NAD, Relationship to Ornithine Metabolism, and Sidedness on the Inner Membrane. Plant Physiol., 70(2), 567-572.

59.Esen A. (1978) A Simple Method for Quantitative, Semiquantitative, and Qualitative Assay of Protein. Anal. Biochem., 89, 264-273.

60.Eshdat Y., Holland D., Faltin Z., Ben-Hayyim G. (1997) Plant glutathione peroxidases. Phisiol. Plant., 100, 234-240.

61.Evers D., Lcfevre I., Legay S., Lamoureux D., Hausman J.-F., Gutierrez Rosales R.O., Tincopa Marca L.R., Hoffmann L., Bonierbale M., Schafleitner R. (2010) Identification of drought-responsive compounds in potato through a combined transcriptomic and targeted metabolite approach. J. ofExperim. Botany, 61, 2327—2343.

62.Fabro G., Kovacs I., Pavet V., Szabados L., Alvares M.E. (2004) Proline accumulation and AtP5CS2 gene activation are induced by plant-pathogen incompatible interactions in Arabidopsis. Molecular Plant-Microbe Interaction, 17, 343-350.

63. Ferrario-Mery S., Besin E., Pichon O., Meyer C., Hodges M. (2006) The regulatory PII protein controls arginine biosynthesis in Arabidopsis. FEBS Letters, 580, 2015-2020.

64. Flores T., Todd C.D., Tovar-Mendez A., Dhanoa P.K., Correa-Aragunde N., Hoyos M.E., Brownfield D.M., Mullen R.T., Lamattina L., Polacco J.C.

(2008) Arginase-negative mutants of Arabidopsis exhibit increased nitric oxide signaling in root development. Plant Physiol., 147, 1936-1946.

65.ForIani G., Scainelli D., Nielsen E. (1997) Al-pyrroline-5-carboxylate dehydrogenase from cultured cells of potato - Purification and properties. Plant Physiol., 113, 1413-1418.

66. Fourcroy P., Vansuyt G., Kushnir S., Inze D., Briat J-F. (2004) Iron -regulated expression of a cytosolic ascorbate peroxidase encoded by the APX1 gene in Arabidopsis seedlings. Plant Physiology., 134, 605-613.

67. Foyer C.H., Noctor G. (2005) Oxidant and antioxidant signaling in plants: a reevaluation of the concept of oxidative stress in a physiological context. Plant, Cell and Environment., 28, 1056-1071.

68. Foyer C.N., Noctor G. (2000) Oxygen processing in photosynthesis: regulation and signaling. New Phytol., 146, 359-388

69.Fu J., Huang B. (2001) Involvement of antioxidants and lipid peroxidation in the adaptation of two cool-season grasses to localized drought stress. Environ. Exp. Bot., 45, 105-114.

70. Fujita T., Maggio A., Garcia-Rios M., Bressan R.A., Csonka L.N. (1998) Comparative analysis of the regulation of expression and structures of two evolutionarily divergent genes for Al-pyrroline-5-carboxylate synthetase from tomato. Plant Physiol., 118, 661-674.

71.Funck D., Stadelhofer B., Koch W. (2008) Ornithine-delta-aminotransferase is essential for arginine catabolism but not for proline biosynthesis. BMC Plant Biology, 8, 40.

72.Funck D., Eckard S., MuIIer G. (2010) Non-redundant functions of two proline dehydrogenase isoforms in Arabidopsis. BMC Plant Biology, 10, 70.

73.Gechev T.S., Van Breusegem F., Stone J.M., Denev I., Laloi C. (2006) Reactive oxygen species as signals that modulate plant stress responses and programmed cell death. BioEssays., 28, 1091-1101.

74. Gill S.S., Tuteja N. (2010) Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiology and Biochemistry, 48, 909-930.

75.Girousse C., Bournoville R., Bonnemain J.L. (1996) Water deficit-induced changes in concentrations in proline and some other amino acids in the phloem sap of alfalfa. Plant Physiol., Ill, 109-113.

76.GIeeson D., Lelu-Walter M.A., Parkinson M. (2005) Overproduction of proline in transgenic hybrid larch (Larix x leptoeuropaea (Dengler)) cultures renders them tolerant to cold, salt and frost. Molecular Breeding, 15, 21-29.

77. Gogos J.A., Santha M., Takacs Z., Beck K.D., Luine V., Lucas L.R., Nadler J.V., Karayiorgou M. (1999) The gene encoding proline dehydrogenase modulates sensorimotor gating in mice. Nature Genetics, 21, 434-439.

78.GraIIath S., Weimar T., Meyer A., Gumy C., Suter-Grotemeyer M., Neuhaus J.-M., Rentsch D. (2005) The AtProT family. Compatible solute transporters with similar substrate specificity but differential expression patterns. Plant Physiol., 137, 117-126

79.HalliweIl B. (2006) Reactive species and antioxidants. Redox biology is a fundamental theme of aerobic life. Plant Physiol., 141, 312-322.

80.Hanfrey C., Sommer S., Mayer M.J., Burtin D., Michael A.J. (2001) Arabidopsis polyamine biosynthesis: absence of ornitine decarboxylase and the mechanism of arginine decarboxylase activity. Plant J., 27, 551-560.

81. Hanson A.D., Rathinasabapathi B., Rivoal J., Burnet M., Dillon M.O., Gage

D.A. (1994) Osmoprotective compounds in the Plumbaginaceae\ a natural experiment in metabolic engineering of stress tolerance. PNAS, 91, 306-310.

82. Hanson J., Hanssen M., Wiese A., Hendriks M.M., Smeekens S. (2008) The sucrose regulated transcription factor bZIPll affects amino acid metabolism by regulating the expression of asparagine synthetasel and proline dehydrogenase2. Plant J., 53, 935-949.

83. Hare P.D., Cress W.A. (1997) Metabolic implications of stress-induced proline accumulation in plants. Plant Growth Regul., 21, 79-102.

84. Hare P.D., Cress W.A., Van Staden J. (1998) Dissecting the roles of osmolyte accumulation during stress. Plant Cell and Environ., 21, 535-553.

85.Hayano-Kanashiro C., Calderon-Vazquez C., Ibarra-Laclette E., Herrera-Estrella L., Simpson J. (2009) Analysis of gene expression and physiological responses in three Mexican maize landraces under drought stress and recovery irrigation. PLoS ONE, 4, e7531.

86.Hayashi F., Ichino T., Osanai R., Wada K. (2000) Oscillation and regulation of proline content by P5CS and ProDH gene expressions in the light/dark cycles in Arabidopsis thaliana L. Plant and Cell Physiol., 41, 1096-1101.

87.Hayward D.C., Delaney S.J., Campbell H.D., Ghysen A., Benzer S., Kasprzak A.B., Cotsell J.N., Young I.G., Miklos G.L.G. (1993) The sluggish-A gene of Drosophila melanogaster is expressed in the nervous system and encodes proline oxidase, a mitocondrial enzyme involved in glutamte biosynthesis. PNAS, 90, 2979-2983.

88. He Y-Y., Hader D-P. (2002) Reactive oxygen species and UV-B: effect on cyanobacteria. J. Photochem. Photobiol., 1, 729-736.

89. Heath R.L., Packer L. (1968) Photoperoxidation in isolated chloroplasts. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of Biochem. And Biophys., 125, 189-198.

90. Heck D.E., Vetrano A.M., Mariano T.M., Laskin J.D. (2003) UV-B light stimulates production of reactive oxygen species. J. Biolog. Chem., 278, 2243222436.

91.HeIImann H., Funck D., Rentsch D., Frommer W.B. (2000) Hypersensitivity of an Arabidopsis sugar signaling mutant toward exogenous proline application. Plant Physiol, 122, 357-367.

92.Hcrvieu F., Ledily F., Huault C., Billard J.P. (1995) Contribution of ornithine aminotransferase to proline accumulation in NaCl-treated radish cotyledons. Plant Cell and Environ., 18, 205-210.

93.Hojati M., Modarres-Sanavy S.A.M., Karimi M., Ghanati F. (2010) Responses of growth and antioxidant systems in Carthamus tinctorius L. under water deficit stress. Acta. Physiol. Plant, 33, 105-112.

94. Hong Z.L., Lakkineni K., Zhang Z.M., Verma D.P.S. (2000) Removal of feed back inhibition of DELTA-l-pyrroline-5-carboxylate synthetase results in increased proline accumulation and protection of plants from osmotic stress. Plant Physiol., 122, 1129-1136.

95.Hou F.Y., Huang J., Yu S.L., Zhang H.S. (2007) The 6-phosphogluconate dehydrogenase genes are responsive to abiotic stresses in rice. J. of Integrative Plant Biology, 49, 655-663.

96.Hoyos M.E., Palmieri L., Wertin T., Arrigoni R., Polacco J.C., Palmieri F.

(2003) Identification of a mitochondrial transporter for basic amino acids in Arabidopsis thaliana by functional reconstitution into liposomes and complementation in yeast. Plant J., 33, 1027-1035.

97. Hu C.A., Delauney A.J., Verma D.P. (1992) A bifiinctional enzyme (delta1-pyrroline-5-carboxylate synthetase) catalyzes the first two steps in proline biosynthesis in plants. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 89, 9354-9358.

98. Hu C.A., Donald S.P., Yu J., Lin W.W., Liu Z., Steel G., Obie C., Valle D., Phang J.M. (2007) Overexpression of proline oxidase induces proline-

dependent and mitochondria-mediated apoptosis. Mol. Cell. Biochem., 295, 8592.

99.Hua X., van de Cotte B., Van Montagu M., Verbruggen N. (1999) A 69 bp fragment in the pyrroline-5-carboxylate reductase promoter of Arabidopsis thaliana minimal CaMV 35S promoter in a tissue-specific manner. FEBS Lett., 458, 193-196.

100. Hua X.J., van de Cotte B., Van Montagu M., Verbruggen N. (1997) Developmental regulation of pyrroline-5-carboxylate reductase gene expression in Arabidopsis. Plant Physiol., 114, 1215-1224.

101. Huang A.H.C., Cavalieri A.J. (1979) Proline oxidase and water stress-induced proline accumulation in spinach leaves. Plant Physiol., 63, 531-535.

102. Hurst A., Grams T., Ratajczak R. (2002) Effects of salinity, high irradiance, ozone and ethylene on mode of photosynthesis, oxidative stress and oxidative damage in the C3/CAM intermediate plant Mesembryanthemum crystallinumh. Plant, CellEnvir., 27, 187-197.

103. Ignatova Z., Gierasch L. (2006) Inhibition of protein aggregation in vitro and in vivo by a natural osmoprotectant. PNAS, 103, 13357-13361.

104. Islam M.M., Hoque Md.A., Okuma E., Banu M.N.A., Shimoishi Y., Nakamura Y., Murata Y. (2009) Exogenous proline and glycinebetaine increase antioxidant enzyme activities and confer tolerance to cadmium stress in cultured tobacco cells. Journal of Plant Physiol., 166, 1587-1597.

105. Iyer S., Caplan A. (1998) Products of proline catabolism can induce osmotically regulated genes in rice. Plant Physiol., 116, 203-211.

106. Jebara S., Jebara M., Limam F., Aouani M.E. (2005) Changes in ascorbate peroxidase, catalase, guaiacol peroxidase and superoxide dismutase in

common bean {Phaseolus vulgaris) nodules under salt stress. J. Plant Physiol., 162, 929-936.

107. Jithesh M.N., Prashanth S.R., Sivaprakash K.R., Parida A.K. (2006) Antioxidative response mechanisms in halophytes: their role in stress defense. J.Genet., 85, 237-254.

108. Kaminska-Rozek E., Pukacki P. (2004) Effect of water deficit on oxidative stress and degradation of cell membranes in needles of Norvay spruce {Picea abies). Acta Physiol. Plant, 26, 431-442.

109. Kang H.-M., Saltveit M. (2001) Activity of enzymatic antioxidant defense systems in chilled and heat shocked cucumber seedling radicals. Physiol. Plant, 113, 548-556.

110. Kant S., Kant P., Raveh E., Barak S. (2006) Evidence that differential gene expression between the halophyte, Thellungiella halophila, and Arabidopsis thaliana is responsible for higher levels of the compatible osmolyte proline and tight control of Na+ uptake in T. halophila. Plant Cell And Environ., 29, 1220-1234.

111. Karpinski S., Escobar C., Karpinska B., Creissen G., Mullineaux P.M.

(1997) Photosynthetic electron transport regulates the expression of cytosolic ascorbate peroxidase genes in Arabidopsis during excess light stress. Plant Cell, 9, 627-640.

112. Kavi Kishor P.B. (1989) Salt stress in cultured rice cells: effects of proline and abscisic acid. Plant Cell Environ., 12, 629-633.

113. Kavi Kishor P.B., Hong Z., Miao G.H., Hu C.-A.A., Verma D.P.S.

(1995) Overexpression of pirroline-5-carboxilate synthetase increase proline

production and confer osmotolerance in transgenic plants. Plant Physiol., 108, 1387-1394.

114. Kemble A.R. and MacPherson H.T. (1954) Liberation of amino acids in perennial ray grass during wilting. Biochem. J., 58, 46-59.

115. Kempf L., Nicodemus K.K., Kolachana B., Vakkalanka R., Verchinski B.A., Egan M.F., Straub R.E., Mattay V.A., Callicott J.H., Weinberger D.R., Meyer-Lindenberg A. (2008) Functional polymorphisms in PRODH are associated with risk and protection for schizophrenia and fronto-striatal structure and function. PloS Genetics, 4, el000252.

116. Keyster M., Klein A., Egbichi I., Jacobs A., Ludidi N. (2011) Nitric oxide increases the enzymatic activity of three ascorbate peroxidase isoforms in soybean root nodules. Plant Signaling & Behavior, 6, 956-961.

117. Khedr A.H.A., Abbas M.A., Wahid A.A., Quick W.P., Abogadallah

G.M. (2003) Proline induces the expression of salt-stress-responsive proteins and may improve the adaptation of Pancratium maritimum L. to salt-stress. J. of Experimental Botany, 54, 2553-2562.

118. Kiyosue T., Yoshiba Y., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K. (1996) A nuclear gene encoding mitochondrial proline dehydrogenase, an enzyme involved in proline metabolism is upregulated by proline but downregulated by dehydration in Arabidopsis. Plant Cell, 8, 1323-1335.

119. Kleffmann T., Russenberger D., von Zychlinski A., Christopher W., Sjolander K., Gruissen W., Baginsky S. (2004) The Arabidopsis thaliana chloroplast proteome reveals pathway abundance and novel protein functions. Curr. Biol., 14, 354-362.

120. Kliebenstcin D.J., Monde R-A., Last R.L. (1998) Superoxide dismutase in Arabidopsis: an eclectic enzyme family with disparate regulation and protein localization. Plant Physiol, 118, 637-650.

121. Kohl D.H., Kennelly E.J., Zhu Y., Schubert K.R., Shearer G. (1991) Proline accumulation, nitrogenase (C2H2 reducing) activity and activities of enzymes related to proline metabolism in drought-stressed soybean nodules. J. Exp. Bot., 42, 831-837.

122. Kohl D.H., Schubert K.R., Carter M.B., Hagedorn C.H., Shearer G.

(1988) Proline metabolism in N2- fixing root nodules: energy transfer and regulation of purine synthesis. Proc. Nat. Acad. Sei., USA, 85, 2036-2040.

123. Krapp A., Hofmann B., Schafer C., Stitt M. (1993) Regulation of the expression of rbcS and other photosynthetic genes by carbohydrates: A mechanism for the sink regulation of photosynthesis. Plant J., 3, 817-828.

124. Krishnan N., Dickman M.B., Becker D.F. (2008) Proline modulates the intracellular redox environment and protects mammalian cells against oxidative stress. Free Radic. Biol. Med., 44, 671-681.

125. Kuznetsov VI.Y., Rakitin V.Yu., Zholkevich V.N. (1998) Interaction of heat shock and drought stress in plants. In: Responses of plant metabolism to air pollution, De Kok L.J., Stulen I. Leiden (eds). The Netherlands: Backhuys Publ., pp. 359-366.

126. Lee B.R., Jin Y.L., Avice J.C., Cliquet J.B., Ourry A., Kim T.H. (2009) Increased proline loading to phloem and its effects on nitrogen uptake and assimilation in water-stressed white clover (Trifolium repens). New Phytologist, 182, 654-663.

127. Lehmann S., Funck D., Szabados L., Rentsch D. (2010) Proline metabolism and transport in plant development. Amino Acids, 39, 949-962.

128. Leonova T., Ovchinnykova V., Souer E., de Boer A., Kharchenko P., and Babakov A. (2009) Isolated thellungiella shoots do not require roots to survive NaCl and Na2S04 salt stresses. Plant Signalling & Behavior, 4, 1-4.

129. Liu Y., Borchert G.L., Surazynski A., Hu C.A., Phang J.M. (2006) Proline oxidase activates both intrinsic and extrinsic pathways for apoptosis: the role of ROS/superoxides, NFAT and MEK/ERK signaling. Oncogene, 25, 5640-5647.

130. Liu Y., Borchert G.L., Surazynski A., Phang J.M. (2008) Proline oxidase, a p53-induced gene, targets COX-2/PGE(2) signaling to induce apoptosis and inhibit tumor growth in colorectal cancers. Oncogene, 27, 67296737.

131. Liu Y.M., Borchert G., Surazynski A., Hu C.A.A., Phang J.M. (2005) Proline oxidase, a p53-induced gene, metabolically activates both intrinsic and extrinsic pathways for apoptosis: The role of superoxide radicals, NFAT and MEK/ERK signaling. Clinical Cancer Research, 11, 9038.

132. Logan B.A., Kornyeyev D., Hardison J., Holaday A.S. (2006) The role of antioxidant enzymes in photoprotection. Photosyn. Res., 88, 119-132.

133. Lutts S., Guerrier G. (1995) Peroxidase activities of two rice cultivars differing in salinity tolerance as affected by proline and NaCI. Biol. Plant., 37, 577-586.

134. Maehly A.C., Chance B. (1954) The assay of catalases and peroxidases. In: Methods of Biochemical Analysis, Glick D. (eds.). Interscience, New York, pp. 357-408.

135. Mani S., Van De Cotte B., Van Montagu M., Verbruggen N. (2002) Altered levels of proline dehydrogenase cause hypersensitivity to proline and its analogs in Arabidopsis. Plant Physiol., 128, 73-83.

136. Mattioli R., Costantino P., Trovato M. (2009) Proline accumulation in plants not only stress. Plant Signaling and Behavior, 4, 1016-1018.

137. Mattioli R., Falasca G., Sabatini S., Constantino P., Altamura M.M., Trovato M. (2009) The proline biosynthetic genes P5CS1 and P5CS2 play overlapping roles in Arabidopsis flower transition but not in embryo development. Physiologia Plantarum, 137, 72-85.

138. Mattioli R., Marchese D., D'Angeli S., Altamura M.M., Costantino P., Trovato M. (2008) Modulation of intracellular proline levels affects flowering time and inflorescence architecture in Arabidopsis. Plant Mol. Biol., 66, 277288.

139. Mattioni C., Lacerenza N.G., Troccoli A., De Leonardis A.M., Di Fronso N. (1997) water and salt stress-induced alterations in proline metabolism of triticum durum seedlings. Physiol. Plant., 101, 787-792.

140. Matysik J., Alia, Bhalu B., Mohanty P. (2002) Molecular mechanisms of quenching of reactive oxygen species by proline under stress in plants. Curr. Sci., 82, 525-532.

141. Mauro L.M., Trovato M., De Paolis A., Gallelli A., Constantino P., Altamura M.M. (1996) The plant oncogene rolD stimulates flowering in transgenic tobacco plants. Develop. Biol., 180, 693-700.

142. Maxwell S.A., Davis G.E. (2000) Differential gene expression in p53-mediated apoptosis-resistant vs. apoptosis-sensitive tumor cell lines. PNAS, 97, 13009-13014.

143. Micheu S., Crailsheitn K., Leonard B. (2000) Importance of proline and other amino acids during honeybee flight (Apis mellifera carnica POLLMANN). Amino Acids, 18, 157-175.

144. Miller G., Honing A., Stein H., Suzuki N., Mittler R., Ziberstein A.

(2009) Unravelling pyrroline-5-carboxylate-proline cycle in plants by uncoupled expression of proline oxidation enzymes. Journal of Biol. Chem., 284, 2648226492.

145. Miller G., Stein H., Honig A., Kapulnik Y., Zilberstein A. (2005) Responsive modes of Medicago saliva proline dehydrogenase genes during salt stress and recovery dictate free proline accumulation. Planta, 222, 70-79.

146. Mills G.C. (1957) Hemoglobin catabolism. 1. Glutathione peroxidase, an enzyme which protects hemoglobin from oxidative breakdown. J. Biol. Chem., 229, 189-197.

147. Miszalski Z., Slesak E., Niewiadomska R., Baczek-Kwinta R., Luttge U., Ratajczak R. (1998) Subcellular localization and stress responses of superoxide dismutase isoforms from leaves in the C3 - CAM intermediate halophyte Mesembryanthemum crystallmum L. Plant Cell Environ., 21, 169179.

148. Mittler R. (2002) Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance. Trends in Plant Science., 7(9), 417-421.

149. Mittler R., Zilinskas B. (1993) Detection of Ascorbate Peroxidase activity in native gels by inhibition of the ascorbate-dependent reduction of nitroblue tetrazolium. Anal. Biochem., 212, 540-546.

150. Mittova V., Kiddle G., Theodoulou F.L., Gomez L., Volokita M., Tal M., Foyer C.H., Guy M. (2003) Coordinate induction of glutathione

biosynthesis and glutathione-metabolising enzymes is correlated with salt tolerance in tomato. FEBS Letters, 554, 417-421.

151. Morrita S., Kaminaka H., Masumura T., Tanaka K. (1999) Induction of rice cytosolic ascorbate peroxidase m PNA by oxidative stress; the involvement of hydrogen peroxide in oxidative stress signaling. Plant Cell Physiol., 40, 417422.

152. Murahama M., Yoshida T., Hayashi F., Ichino T., Sanada Y., Wada K.

(2001) Purification and characterization of Al-pyrroline-5-carboxylate reductase isoenzymes, indicating differential distribution in spinach (Spinacia oleracea L.) leaves. Plant and Cell Physiol., 42, 742-750.

153. Nakano Y., Asada K. (1981) Hydrogen Peroxide is Scavenged by Ascorbate Spesific Peroxidase in Spinach Chloroplasts. Plant Cell Physiol., 22, 867-880.

154. Nanjo T., Kobayashi M., Yoshiba Y., Kakubari Y., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K. (1999a) Antisense suppression of proline degradation improves tolerance to freezing and salinity in Arabidopsis thaliana. FEBS Letters, 461, 205-210.

155. Nanjo T., Kobayashi M., Yoshiba Y., Sanada Y., Wada K., Tsukaya H., Kakubari Y., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K. (1999b) Biological functions of proline in morphogenesis and osmotolerance revealed in antisense transgenic Arabidopsis thaliana.Plant J., 18, 185-193.

156. Nicolopoulos D., Manetas Y. (1991) Compatible solutes and in vitro stability of Salsola soda enzymes: proline incompatibility. Phytochemistry, 30, 411-413.

157. Ober E.S., Sharp R.E. (1994) Proline accumulation in maize (ZEA MAYS L.) primary roots at low water potentials. 1. Requirements for increased levels of abscisic acid. Plant Physiol., 105, 981-987.

158. Ornstein L. (1964) Disc electrophoresis. 1, Background and Theory. Ann. New York Acad. Sci., 121, 321-349.

159. Ozturk L., Demir Y. (2002) In vivo and in vitro protective role of proline. Plant Growth Regiil., 38, 259-264.

160. Ozturk L., Demir Y. (2003) Effect of putrescine and ethephon on some oxidative stress enzyme activities and proline content in salt stressed spinach leaves. Plant Growth Regul., 40, 89-95.

161. Panda S.K., Khan M.N. (2004) Changes in growth and superoxide dismutase activity Hydrilla verticillata L. under abiotic stress. Bras. J. Plant Physiol., 16, 115-118.

162. Pandhare J., Cooper S.K., Phang J.M. (2006) Proline oxidase, a proapoptotic gene, is induced by troglitazone: evidence for both peroxisome proliferator-activated receptor gamma-dependent and -independent mechanisms. J. Biol. Chem., 281, 2044-2052.

163. Parida A.K., Dagaonkar V.S., Phalak M.S., Aurangabadkar L.P. (2008) Differential responses of the enzymes involved in proline biosynthesis and degradation in drought tolerant and sensitive cotton genotypes during drought stress and recovery. Acta Physiol. Plantarum, 30, 619-627.

164. Parvanova D., Ivanov S., Konstantinova T., Karanov E., Atanassov A., Tsvetkov T. (2004) Transgenic tobacco plants accumulating osmolytes show reduced oxidative damage under freezing stress. Plant Physiol. Biochem., 42, 57-63.

165. Peng Z., Lu Q., Verma D.P.S. (1996) Reciprocal regulation of Al-pyrroline-5-carboxylate synthetase and proline dehydrogenase genes controls proline levels during and after osmotic stress in plants. Molecular and General Genetics, 253, 334-341.

166. Pesci P., Reggiani R. (2006) The process of abscisic acid-induced proline accumulation and the levels of polyamines and quaternary ammonium compounds in hydrated barley leaves. Plant Physiol., 84, 134139.

167. Phang J.M. (1985) The regulatory functions of proline and Al- pyrroline-5-carboxylic acid. Curr. Top. Cell. Regul., 25, 91-132.

168. Phang J.M., Pandhare J., Liu Y. (2008) The metabolism of proline as microenvironmental stress substrate. J. Nutr., 138, 2008-2015.

169. Prasad T. K. (1996) Mechanisms of chilling-induced oxidative stress injury and tolerance in developing maize seedlings: changes in antioxidant system, oxidation of proteins and lipids, and protease activities. Plant J., 10, 1017-1026.

170. Rajendrakumar C.S.V., Reddy B.V.D., Reddy A.R. (1994) Proline protein interactions: protection of structural and functional integrity of M4 lactate dehydrogenase. Biochem. Biophys. Res. Commun., 201, 957-963.

171. Ranieri A., Petacco F., Castagna A., Franco Soldatini G. (2000) Redox state and peroxidase system in sunflower plants exposed to ozone. Plant Set., 159, 159-167.

172. Rao V.M., Paliyath G., Ormrod P.D. (1996) Ultraviolet-B and ozone-induced biochemical changes in antioxidant enzymes of Arabidopsis thaliana. Plant Physiol, 110, 125-136.

173. Rayapati P.J., Stewart C.R. (1991) Solubilization of a proline dehydrogenase from maize (Zea mays L.) mitochondria. Plant Physiol., 95, 787791.

174. Reiland S., Messerli G., Baerenfaller K., Gerrits B., Endler A., Grossmann J., Gruissem W., Baginsky S. (2009) Large-scale Arabidopsis phosphoproteome profiling reveals novel chloroplasts kinase substrates and phosphorylation networks. Plant Physiol., 150, 889-903.

175. Rentsch D., Hirner B., Schmelzer E., Frommer W.B. (1996) Salt stress-induced proline transporters and salt stress-repressed broad specificity amino acid permeases identified by suppression of a yeast amino acid permease-targeting mutant. Plant Cell, 8, 1437-1446.

176. Ridge I., Osborne D.J. (1971) Role of peroxidase when hydroxyproline-rich protein in plant cell wall is increased by ethylene. Nature, 229, 205-208.

177. Rio L.A., Pastori G.M., Palma J.M., Sandalio L.M., Sevilla F., Corpas F.J., Jimenez A., Lopez-Huertas E., Hernandez J.A. (1998) The activated oxygen role of peroxisomes in senescence. Plant Physiol., 116, 1195-1200.

178. Rio L.A., Sandalio L.M., Corpas F.J., Palma J.M., Barroso J.B. (2006) Reactive oxygen species and reactive nitrogen species in peroxisoms. Prodaction, scavenging, and role in cell signaling. Plant Physiology., 141, 330335.

179. Rivero R.M., Kojima M., Gepstein A., Sakakibara H., Mittler R., Gepstein S., Blumwald E. (2007) Delayed leaf senescence induces extreme drought tolerance in a flowering plant. PNAS, 104, 19631-19636.

180. Roosens N., AI Bitar F., Loenders K., Angenon G., Jacobs M. (2002) Overexpression of ornithine-delta-aminotransferase increases proline

biosynthesis and confers osmotolerance in transgenic plants. Molecular Breeding, 9, 73-80.

181. Roosens N., Thu T.T., Iskander H.M., Jacobs M. (1998) Isolation of the ornithine-delta-aminotransferase cDNA and effect of salt stress on its expression in Arabidopsis thaliana. Plant Physiol., 117, 263-271.

182. Ruiz J.M., Sanchez E., Garcia P., Lopez-Lefebre L.R., Rivero R.M., Romero L. (2002) Proline metabolism and NAD kinase activity in green bean plants subjected to cold-shock. Phytochemistry, 59, 473-478.

183. Samuel D., Kumar R.K.S., Jayaramoan G., Yang P.W., Yu C. (1997) Proline is a protein solubilizing solute. Biochem. Mol. Biol. Int., 41, 235-242.

184. Saradhi A., Saradhi P.P. (1991) Proline accumulation under heavy metal stress. Plant Physiol., 138, 554-558.

185. Saradhi P.P., Alia, Arora S., Prasad K.V.S.K. (1995) Proline accumulates in plants exposed to UV radiation and protects them against UV induced peroxidation. Biochem. Biophys. Res. Commun., 209, 1-5.

186. Satoh R., Fujita Y., Nakashima K., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K.Y. (2004) A novel subgroup of bZIP proteins functions as transcriptional activators in hypoosmolarity-responsive expression of the ProDH gene in Arabidopsis. Plant and Cell Physiol., 45, 309-317.

187. Satoh R., Nakashima K., Seki M., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki

K. (2002) ACTCAT, a novel cis-acting element for proline - and hypoosmolarity-responsive expression of the ProDH gene encoding proline dehydrogenase in Arabidopsis. Plant Physiol., 130, 709-719.

188. Savoure A., Hua X.J., Bertauche N., VanMontagu M., Verbruggen N.

(1997) Abscisic acid-independent and abscisic acid-dependent regulation of

proline biosynthesis following cold and osmotic stresses in Arabidopsis thaliana. Molecular and General Genetics, 254, 104-109.

189. Savoure A., Jaoua S., Hua X.J., Ardiles W., Van Montagu M., Verbruggen N. (1995) Isolation, characterization and chromosomal location of a gene encoding the A'-pyrroline-5-carboxylate synthetase in Arabidopsis thaliana. FEBS Lett., 372, 13-19.

190. Sawahel W.A., Hassan A.H. (2002) Generation of transgenic wheat plants producing high levels of the osmoprotectant proline. Biotechnology Letters, 24, 721-725.

191. Scalet M., Federico R., Guido M.C., Manes F. (1995) Peroxidase activity and polyamine changes in response to ozone and stimulated acid rain in Aleppo pine needles. Environ. Exp. Bot., 35, 417-425.

192. Schat H., Sharma S.S., Vooijs R. (1997) Heavy metal-induced accumulation of free proline in a metal-tolerant and a nontolerant ecotype of Silene vulgaris. Physiol. Plant, 101, 477-482.

193. Schobert B., Tschesche H. (1978) Unusual solution properties of proline and its interaction with proteins. Biochem. Biophys. Acta, 541, 270-277.

194. Schwab K.B., Gaff D.F. (1990) Influence of compatible solutes on soluble enzymes from desiccation-tolerant Sporobolus stapfians and desiccation — sensitive Sporobolus pyramidalis. Plant Physiol., 137, 208-211.

195. Sells D.D., Koeppe D.E. (1981) Oxidation of proline by mitochondria isolated from water-stressed maize shoots. Plant Physiol., 68, 1058-1061.

196. Sharma S., Verslues P.E. (2010) Mechanisms independent of ABA or proline feedback have a predominant role in transcriptional regulation of proline

metabolism during low water potential and stress recovery. Plant Cell and Environment, 33, 1838-1851.

197. Sharma S.S., Dietz K.J. (2009) The relationship between metal toxicity and cellular redox imbalance. Trends in Plant Sci., 14, 43-50.

198. Shenk R.U., Hildebrandt A.C. (1972) Medium and techniques for induction and growth of monocotyledonous and dicotyledonous plant cell cultures. Cann. J. Bot., 50, 199-204.

199. Shigeoka S., Ishikawa T., Tamoi M., Miyagawa Y., Takeda T., Yabuta Y., Yoshimura K. (2002) Regulation and function of ascorbate peroxidase isoenzymes. J. of Experimental Botany, 53, 1305-1319.

200. Siripornadulsil S., Train S., Verma d.P.S., Sayre R.T. (2002) Molecular mechanisms of proline mediated tolerance toxic heavy metals in transgenic microalgae. Plant Cell., 14, 2837-2847.

201. Smirnoff N. (2000) Ascorbate biosynthesis and function in photoprotection. Philos. Trans. R. Soc. Lond. A., 355, 1455-1464.

202. Smirnoff N., Cumes Q.J. (1989) Hydroxyl radicals scavenging activity of compatible solutes. Phytochemistry., 28, 1057-1059.

203. Smith P.K., Krohn R.I., Hermanson G.T., Mallia A.K., Gartner F.H., Provenzano M.D., Fujimoto E.K., Goeke N.M., Olson B.J., Klenk D.C.

(1985) Measurement of protein using bicinchoninic acid. Annal. Biochem., 150, 76-85.

204. Srivastava D., Schuermann J.P., White T.A., Krishnan N., Sanyal N., Hura G.L., Tan A.M., Henzl M.T., Becker D.F., Tanner J.J. (2010) Crystal structure of the bifunctional proline utilization A flavoenzyme from Bradyrhizobium japonicum. PNAS, 107, 2878-2883.

205. Stewart C., Boggess S., Aspinall D., Paleg L. (1997) Inhibition of proline oxidation by water stress. Plant Physiol., 59, 930-932.

206. Stewart C.R., Hanson A.D. Proline accumulation as a metabolic response to water stress. In: Turner N.C., Kramer P.J., editors. Adaptation of Plants to Water and High Temperature Stress. New York: John Wiley and Sons; 1980. pp. 173-189.

207. Stines A.P., Naylor D.J., Hoj P.B., van Heeswijck R. (1999) Proline accumulation in developing grapevine fruit occurs independently of changes in the levels of Al-pyrroline-5-carboxylate synthetase mRNA or protein. Plant Physiol., 120, 923-931.

208. Straub P.F., Shearer G., Kohl D.H. (1995) Effect of the ability of bacteroids to catabolize proline on seed yields of water stressed soybeans. Plant Physiol., 108, 108-108.

209. Strizhov N., Abraham E., Okresz L., Blicking S., Zilberstein A., Schell J., Koncz C., Szabados L. (1997) Differential expression of two P5CS genes controlling proline accumulation during salt-stress requires ABA and is regulated by ABA1, ABI1 and AXR2 in Arabidopsis. Plant Journal, 12, 557569.

210. Su J., Wu R. (2004) Stress-inducible synthesis of proline in transgenic rice confers faster growth under stress conditions than that with constitutive synthesis. Plant Sci., 166, 941-948.

211. Sweetlove L.J., Heazlewood J.L., Herald V., Holtzapffel R., Day D.A., Leaver C.J., Millar A.H. (2002) The impact of oxidative stress on Arabidopsis mitochondria. The Plant J., 32, 891-904.

212. Szabados L., Savoure A. (2009) Proline: a multifunctional amino acid. Trends Plant Sci., 15, 671-681.

213. Szekely G., Abraham E., Cselo A., Rigo G., Zsigmond L., Csiszar., Ayaydin F., Strizhov N., Jasik J., Schmelzer E., Koncz C., Szabados L.

(2008) Duplicated P5CS genes of Arabidopsis play distinct roles in stress regulation and developmental control of proline biosynthesis. Plant J., 53, 1128.

214. Szoke A., Miao G.H., Hong Z., Verma D.P.S. (1992) Subcellular location of delta'-pyrroline-5-carboxylate reductase in root/nodule and leaf of soybean. Plant Physiol., 99, 1642-1649.

215. Takahama U., Oniki T. (2000) Flavonoides and some other phenolics as substrates of peroxidase: physiological significance of the redox reactions. J. Plant Res., 113,301-309.

216. Tateishi Y., Nakagawa T., Esaka M. (2005) Osmotolerance and growth stimulation of transgenic tobacco cells accumulating free proline by silencing proline dehydrogenase expression with double-stranded RNA interference technique. Physiologia Plantarum, 125, 224-234.

217. Taylor C.B. (1996) Proline and water deficit: ups, down, ins and outs. Plant Cell, 8, 1221-1224.

218. Ueda A., Shi W., Shimada T., Miyake H., Takabe T. (2008) Altered expression of barley proline transporter causes different growth responses in Arabidopsis. Planta, 227, 277-286.

219. Ueda A., Yamamoto-Yamane Y., Takabe T. (2007) Salt stress enhances proline utilization in the apical region of barley roots. Biochem. and Bioph. Research Comm., 355, 61-66.

220. Vellosillo T., Vicente J., Kulasekaran S., Hamberg M., Castresana C.

(2010) Emerging complexity in reactive oxygen species production and signaling during the responses of plants to pathogens. Plant Physiol., 154, 444448.

221. Vendruscolo E.C.G., Schuster I., Pileggi M., Scapim C.A., Correa Molinari H.B., Marur C.J., Esteves Vieira L.G. (2007) Stress-induced synthesis of proline confers tolerance to water deficit in transgenic wheat. J. of Plant Physiol, 164, 1367-1376.

222. Venekamp J.H., Lampe J.E.M., Koot J.T.M. (1989) Organic acids as sourses of drought-induced proline synthesis in field bean plants Vieia faba L. Plant Physiol., 133, 654-659.

223. Verbruggen N., Hermans C. (2008) Proline accumulation in plants: a review. Amino Acids, 35, 753-759.

224. Verbruggen N., Hua X.J., May M., Van Montagu M. (1996) Environmental and developmental signals modulate proline homeostasis: Evidence for a negative transcriptional regulator. PNAS, 93, 8787-8791.

225. Verbruggen N., Villarroel R., Van Montagu M. (1993) Osmoregulation of a pyrroline-5-carboxylate reductase gene in Arabidopsis thaliana. Plant Physiol, 103, 771-781.

226. Verslues P.E., Agarwal M., Katiyar- Agarwal S., Zhu J.H., Zhu J.K.

(2006) Methods and concepts in quantifying resistance to drought, salt and freezing, abiotic stresses that affect plant water status. Plant Journal, 45, 523539.

227. Verslues P.E., Bray E.A. (2006) Role of abscisic acid (ABA) and Arabidopsis thaliana ABA-insensitive loci in low water potential-induced ABA and proline accumulation. J. ofExperim. Botany, 57, 201-212.

228. Verslues P.E., Kim Y.S., Zhu J.K. (2007) Altered ABA, proline and hydrogen peroxide in an Arabidopsis glutamate: glyoxylate aminotranferase mutant. Plant Molecular Biol., 64, 205-217.

229. Verslues P.E., Sharp R.E. (1999) Proline accumulation in maize (Zea mays L.) primary roots at low water potentials. II. Metabolic source of increased proline deposition in the elongation zone. Plant Physiol., 119, 1349-1360.

230. Voetberg G.S., Sharp R.E. (1991) Growth of the maize primary root at low water potentials. 3. Role of increased proline deposition in osmotic adjustment. Plant Physiol, 96, 1125-1130.

231. Walton E.F., Clark C.J., Boldingh H.L. (1991) Effect of hydrogen cyanamid on amino acid profiles in kiwifruits buds during bud break. Plant Physiol, 97, 1256-1259.

232. Weltmeier F., Ehlert A., Mayer C.S., Dietrich K., Wang X., Schutze K., Alonso R., Harter K., Vicente-Carbajosa J., Droge-Laser W. (2006) Combinatorial control of Arabidopsis proline dehydrogenase transcription by specific heterodimerisation of bZIP transcription factors. EMBO Journal, 25, 3133-3143.

233. White T.A., Krishnan N., Becker D.F., Tanner J.J. (2007) Structure and Kinetics of Monofimctional Proline Dehydrogenase from Thermus thermophilus. J. Biol Chem., 282, 14316-14327.

234. Willis A., Bender H.U., Steel G., Valle D. (2008) PRODH variants and risk for schizophrenia. Amino Acids, 35, 673-679.

235. Wu G., Bazer F.W., Datta S., Johnson G.A., Li P., Satterfield M.C., Spencer T. E. (2008) Proline metabolism in the conceptus: implications for fetal growth and development. Amino Acids, 35, 691-702.

236. Wu L.Q., Fan Z.M., Guo L., Li Y.Q., Zhang W.J., Qu L.J., Chen Z.L.

(2003) Over-expression of an Arabidopsis delta-OAT gene enhances salt and drought tolerance in transgenic rice. Chinese Science Bulletin, 48, 2594-2600.

237. Yancey P.H. (2005) Organic osmolytes as compartible, metabolic and counteracting cytoprotectants in high osmolarity and other stresses. J. of Experim. Botany, 208, 2819-2830.

238. Yang C.W., Kao C.H. (1999) Importance of ornithine-delta-aminotransferase to proline accumulation caused by water stress in detached rice leaves. Plant Growth Regul., 27, 189-192.

239. Yang S.L., Lan S.S., Gong M. (2009) Hydrogen peroxide-induced proline and metabolic pathway of its accumulation in maize seedlings. J. Plant Physiol, 166, 1694-1699.

240. Yokota A., Takahara K., Akashi K. (2006) Water Stress. In: Physiology and Molecular Biology of Stress Tolerance in Plants, Madhava Rao K.V., Raghavendra A.S, Junardhan Reddy K. (eds). The Netherlands: Springer, 15-40.

241. Yoon K.A., Nakamura Y., Arakawa H. (2004) Identification of ALDH4 as a p53-inducible gene and its protective role in cellular stresses. J. of Human Genetics, 49, 134-140.

242. Yoshiba Y., Kiyosue T., Katagiri T., Ueda H., Mizoguchi T., Yamaguchi-Shinozaki K., Wada K., Harada Y., Shinozaki K. (1995) Correlation between the induction of a gene for delta'-pyrroline-5-carboxylate

synthetase and the accumulation of proline in Arabidopsis thaliana under osmotic stress. Plant J., 7, 751-760.

243. Yoshiba Y., Kiyosue T., Nakashima K., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K. (1997) Regulation of levels of proline as an osmolyte in plants under water stress. Plant Cell Physiol, 38, 1095-1102.

244. Yoshiba Y., Nanjo T., Miura S., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K.

(1999) Stress-responsive and developmental regulation of delta-pyrroline-5-carboxylate synthetase 1 (P5CS1) gene expression in Arabidopsis thaliana. Biochem. and Biophys. Research Comm., 261, 766-772.

245. Yoshimura K., Yabuta Y., Ishikawa T., Shigeoka S. (2000) Expression of spinach ascorbate peroxidase isoenzymes in response to oxidative stresses. Plant Physiol., 123, 223-233.

246. Zechmann B. (2011) Subcellular distribution of ascorbate in plants. Plant Signaling & Behavior, 6(3), 360-363.

247. Zhang C.S., Lu Q., Verma D.P.S. (1995) Removal of feedback inhibition of A'-pyrroline-5-carboxylate synthetase, a bifunctional enzyme catalyzing the first two steps of proline biosynthesis in plants. J. of Biological Chem., 270, 20491-20496.

248. Zhang C.S., Lu Q., Verma D.P.S. (1997) Characterization of delta-pyrroline-5-carboxylate synthetase gene promoter in transgenic Arabidopsis thaliana subjected to water stress. Plant Sci., 129, 81-89.

249. Zhao M.G., Chen L., Zhang L.L., Zhang W.H. (2009) Nitric reductase-dependent nitric oxide production is involved in cold acclimation and freezing tolerance in Arabidopsis. Plant Physiol., 151, 755-767.

250. Zhu B.C., Su J., Chan M.C., Verma D.P.S., Fan Y.L., Wu R. (1998) Overexpression of a Al-pyrroline-5-carboxylate synthetase gene and analysis of tolerance to water- and salt-stress in transgenic rice. Plant Sci., 139, 41-48.