Анализ Арг-Х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы
Описаны особенности динамики содержания белковых компонентов, Арг-Х протеолиза на разных уровнях пространственно-временной организации интерфазного хроматина при прорастании зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы в присутствии ингибитора деацетилирования белков. Обсуждено участие Арг-Х протеолиза...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
2009
|
| Назва видання: | Физиология и биохимия культурных растений |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/30251 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Анализ Арг-Х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы / Э.А. Иванова, Г.Х. Вафина, Р.С. Иванов // Физиология и биохимия культурных растений. — 2009. — Т. 41, № 1. — С. 28-35. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-30251 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-302512012-01-27T12:06:35Z Анализ Арг-Х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы Иванова, Э.А. Вафина, Г.Х. Иванов, Р.С. Описаны особенности динамики содержания белковых компонентов, Арг-Х протеолиза на разных уровнях пространственно-временной организации интерфазного хроматина при прорастании зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы в присутствии ингибитора деацетилирования белков. Обсуждено участие Арг-Х протеолиза в эпигенетических механизмах. Описано особливості динаміки вмісту білкових компонентів, Арг-Х протеолізу на різних рівнях просторово-часової організації інтерфазного хроматину під час проростання зрілих зародків озимої та ярої пшениці за наявності інгібітору деацетилювання білків. Обговорено участь Арг-Х протеолізу в епігенетичних механізмах. The peculiarities of the dynamics of the protein components content, Arg-X proteolysis on the different levels of spatial-temporary organization of interphase chromatin at germination of winter and spring mature wheat germs under the presence of the inhibitor of proteins deacetylation are investigated. The role of Arg-X proteolysis in the epigenetic mechanisms is discussed. 2009 Article Анализ Арг-Х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы / Э.А. Иванова, Г.Х. Вафина, Р.С. Иванов // Физиология и биохимия культурных растений. — 2009. — Т. 41, № 1. — С. 28-35. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 0522-9310 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/30251 575.16:576.315.42:577.112’315.42:633.11 ru Физиология и биохимия культурных растений Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Описаны особенности динамики содержания белковых компонентов, Арг-Х протеолиза на разных уровнях пространственно-временной организации интерфазного хроматина при прорастании зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы в присутствии ингибитора деацетилирования белков. Обсуждено участие Арг-Х протеолиза в эпигенетических механизмах. |
| format |
Article |
| author |
Иванова, Э.А. Вафина, Г.Х. Иванов, Р.С. |
| spellingShingle |
Иванова, Э.А. Вафина, Г.Х. Иванов, Р.С. Анализ Арг-Х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы Физиология и биохимия культурных растений |
| author_facet |
Иванова, Э.А. Вафина, Г.Х. Иванов, Р.С. |
| author_sort |
Иванова, Э.А. |
| title |
Анализ Арг-Х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы |
| title_short |
Анализ Арг-Х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы |
| title_full |
Анализ Арг-Х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы |
| title_fullStr |
Анализ Арг-Х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы |
| title_full_unstemmed |
Анализ Арг-Х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы |
| title_sort |
анализ арг-х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы |
| publisher |
Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/30251 |
| citation_txt |
Анализ Арг-Х протеолиза в пространственной реорганизации хроматина под влиянием ингибитора деацетилирования белков при индукции ростовых процессов зрелых зародышей озимой и яровой пшеницы / Э.А. Иванова, Г.Х. Вафина, Р.С. Иванов // Физиология и биохимия культурных растений. — 2009. — Т. 41, № 1. — С. 28-35. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| series |
Физиология и биохимия культурных растений |
| work_keys_str_mv |
AT ivanovaéa analizarghproteolizavprostranstvennojreorganizaciihromatinapodvliâniemingibitoradeacetilirovaniâbelkovpriindukciirostovyhprocessovzrelyhzarodyšejozimojiârovojpšenicy AT vafinagh analizarghproteolizavprostranstvennojreorganizaciihromatinapodvliâniemingibitoradeacetilirovaniâbelkovpriindukciirostovyhprocessovzrelyhzarodyšejozimojiârovojpšenicy AT ivanovrs analizarghproteolizavprostranstvennojreorganizaciihromatinapodvliâniemingibitoradeacetilirovaniâbelkovpriindukciirostovyhprocessovzrelyhzarodyšejozimojiârovojpšenicy |
| first_indexed |
2025-07-03T10:33:43Z |
| last_indexed |
2025-07-03T10:33:43Z |
| _version_ |
1836621573385093120 |
| fulltext |
ÔÈÇÈÎËÎÃÈß È ÁÈÎÕÈÌÈß ÊÓËÜÒ. ÐÀÑÒÅÍÈÉ. 2009. Ò. 41. ¹ 1
ÓÄÊ 575.16:576.315.42:577.112’315.42:633.11
ÀÍÀËÈÇ ÀÐÃ-Õ ÏÐÎÒÅÎËÈÇÀ Â ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÅÍÍÎÉ
ÐÅÎÐÃÀÍÈÇÀÖÈÈ ÕÐÎÌÀÒÈÍÀ ÏÎÄ ÂËÈßÍÈÅÌ ÈÍÃÈÁÈÒÎÐÀ
ÄÅÀÖÅÒÈËÈÐÎÂÀÍÈß ÁÅËÊÎÂ ÏÐÈ ÈÍÄÓÊÖÈÈ ÐÎÑÒÎÂÛÕ
ÏÐÎÖÅÑÑΠÇÐÅËÛÕ ÇÀÐÎÄÛØÅÉ ÎÇÈÌÎÉ È ßÐÎÂÎÉ
ÏØÅÍÈÖÛ
Ý.À. ÈÂÀÍÎÂÀ, Ã.Õ. ÂÀÔÈÍÀ, Ð.Ñ. ÈÂÀÍÎÂ
Èíñòèòóò áèîëîãèè Óôèìñêîãî íàó÷íîãî öåíòðà Ðîññèéñêîé àêàäåìèè íàóê
450054 Óôà, ïðîñï. Îêòÿáðÿ, 69
Îïèñàíû îñîáåííîñòè äèíàìèêè ñîäåðæàíèÿ áåëêîâûõ êîìïîíåíòîâ, Àðã-Õ
ïðîòåîëèçà íà ðàçíûõ óðîâíÿõ ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííîé îðãàíèçàöèè èíòåð-
ôàçíîãî õðîìàòèíà ïðè ïðîðàñòàíèè çðåëûõ çàðîäûøåé îçèìîé è ÿðîâîé ïøå-
íèöû â ïðèñóòñòâèè èíãèáèòîðà äåàöåòèëèðîâàíèÿ áåëêîâ. Îáñóæäåíî ó÷àñòèå
Àðã-Õ ïðîòåîëèçà â ýïèãåíåòè÷åñêèõ ìåõàíèçìàõ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: Triticum aestivum L., êëåòî÷íîå ÿäðî, Àðã-Õ ïðîòåîëèç, èíãèáè-
òîð äåàöåòèëèðîâàíèÿ áåëêîâ.
Âûäàþùèéñÿ ãåíåòèê Í.È. Âàâèëîâ â ñâîå âðåìÿ ïèñàë: «… ÿðîâèçàöèÿ
íå òîëüêî èçìåíÿåò âåãåòàöèîííûé ïåðèîä è ñäâèãàåò ôàçû ðàçâèòèÿ
ðàñòåíèÿ, íî ìåíÿåò åãî òåõíè÷åñêèå êà÷åñòâà, êàê äëèíó âîëîêíà; ìó÷-
íèñòîå çåðíî ïðåâðàùàåòñÿ â ñòåêëîâèäíîå. Ïî-âèäèìîìó, ÿðîâèçàöèÿ
âûçûâàåò êðóïíûå áèîõèìè÷åñêèå ðàçëè÷èÿ. Íàäî íåçàìåäëèòåëüíî ïðè-
ñòóïèòü ê èññëåäîâàíèþ õèìè÷åñêèõ èçìåíåíèé ÿðîâèçèðîâàííûõ ñîð-
òîâ …» [2].
Êàê èçâåñòíî, ïðîòåîëèç — ýòî ôîðìà áèîëîãè÷åñêîãî êîíòðîëÿ, äà-
þùàÿ áûñòðûé ôèçèîëîãè÷åñêèé îòâåò íà èçìåíÿþùèåñÿ óñëîâèÿ. Ðàíåå
ìû ðàññìîòðåëè ôóíêöèîíèðîâàíèå Àðã-Õ ïðîòåîëèçà íà ðàçíûõ óðîâ-
íÿõ îðãàíèçàöèè õðîìàòèíà ïøåíèöû ñîðòîâ Ìèðîíîâñêàÿ 808 (îçèìàÿ)
è Ìèðîíîâñêàÿ ÿðîâàÿ [8]. Ïåðåâîä ñòàíäàðòà ïî ìîðîçîñòîéêîñòè Ìè-
ðîíîâñêîé 808 â Ìèðîíîâñêóþ ÿðîâóþ áûë ïðîâåäåí «ìåòîäîì ðàñøà-
òûâàíèÿ íàñëåäñòâåííîñòè ïðè õîëîäîâîì âîçäåéñòâèè ôàêòîðîâ âíåø-
íåé ñðåäû» [11]. Êðóïíîìàñøòàáíàÿ ïðîñòðàíñòâåííàÿ îðãàíèçàöèÿ
ÄÍÊ â ÿäðå, ïðè ñîõðàíåíèè äîñòóïíîñòè îïðåäåëåííûõ åå ó÷àñòêîâ äëÿ
ðåãóëÿòîðíûõ ôàêòîðîâ è ôåðìåíòîâ òðàíñêðèïöèè, ñïîñîáíà âûïîë-
íÿòü âàæíóþ ðîëü â ôóíêöèîíèðîâàíèè ýïèãåíåòè÷åñêèõ ìåõàíèçìîâ,
êîòîðûå ðàáîòàþò íå íà óðîâíå òðèïëåòíîãî êîäà ÄÍÊ, à íà óðîâíå N-
êîíöåâûõ àðãèíèíîâûõ è ëèçèíîâûõ ó÷àñòêîâ, âûñòóïàþùèõ èç íóêëåî-
ñîìíîé ãëîáóëû [9]. Ñîâîêóïíîñòü ñèãíàëîâ, ýêñïîíèðîâàííûõ íà ïî-
âåðõíîñòè íóêëåîñîì (âêëþ÷àÿ êàê òîò èëè èíîé ñïåêòð ìîäèôèêàöèé
îñíîâíûõ ôîðì ãèñòîíîâ, òàê è ïðèñóòñòâèå âàðèàíòîâ ãèñòîíîâ) ñîñòàâ-
ëÿåò îñîáûé ýïèãåíåòè÷åñêèé êîä, íàçûâàåìûé òàêæå ãèñòîíîâûì êîäîì
[10]. Ýòîò êîä ìîæåò ñ÷èòûâàòüñÿ ðàçëè÷íûìè áåëêàìè, ðåãóëèðóþùèìè
© Ý.À. ÈÂÀÍÎÂÀ, Ã.Õ. ÂÀÔÈÍÀ, Ð.Ñ. ÈÂÀÍÎÂ, 2009
28
êîíäåíñàöèþ õðîìàòèíîâîé ôèáðèëëû è ó÷àñòâóþùèìè òåì èëè èíûì
îáðàçîì â ðåïëèêàöèè, òðàíñêðèïöèè, ðåïàðàöèè ÄÍÊ è äðóãèõ ãåíåòè-
÷åñêèõ ïðîöåññàõ.  íà÷àëå 1970-õ ãîäîâ ìû (ñîãëàñíî èäåå Ã.Ï. Ãëàäû-
øåâà) [5]) èññëåäîâàëè ìîäèôèêàöèþ (àöåòèëèðîâàíèå, ôîñôîðèëèðîâà-
íèå) ãèñòîíîâ ó ðàñòåíèé [5]. Îäíèì èç ìåõàíèçìîâ ïåðåõîäà õðîìàòèíà
â ñîñòîÿíèå ãîòîâíîñòè ê òðàíñêðèïöèè ÿâëÿåòñÿ àöåòèëèðîâàíèå íóê-
ëåîñîìíûõ ãèñòîíîâ [5]. Óæå â ðàííèõ ðàáîòàõ áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî
ýòî ïðîöåññ áûñòðûé è îáðàòèìûé, íî ëèøü íåäàâíî ñòàëî ÿñíî, êàê
ìíîãî ôåðìåíòîâ ïðèíèìàåò â íåì ó÷àñòèå [14].
Öåëüþ äàííîé ðàáîòû áûëî èññëåäîâàíèå íà óðîâíå íàäìîëåêóëÿð-
íûõ ñòðóêòóð êëåòî÷íûõ ÿäåð (íóêëåîïëàçìû, õðîìàòèíà, ÿäåðíîãî ìàò-
ðèêñà) ëîêàëèçàöèè àêòèâíîñòè Àðã-Õ ïðîòåîëèçà ïðè òðàíñêðèïöèîí-
íîé àêòèâàöèè õðîìàòèíà â òå÷åíèå èíèöèàöèè ðîñòîâûõ ïðîöåññîâ (â
ïðèñóòñòâèè èíãèáèòîðà äåàöåòèëèðîâàíèÿ ãèñòîíîâ) çðåëûõ çàðîäûøåé
îçèìîé è ÿðîâîé ïøåíèöû.
Ìåòîäèêà
Îáúåêòîì èññëåäîâàíèÿ ñëóæèëè ýëèòíûå ñåìåíà ïøåíèöû (Triticum
aestivum L.) ñîðòîâ Ìèðîíîâñêàÿ 808 (îçèìàÿ) è Ìèðîíîâñêàÿ ÿðîâàÿ,
ëþáåçíî ïðèñëàííûå íàì èç êîëëåêöèè Ìèðîíîâñêîãî íàó÷íî-èññëåäî-
âàòåëüñêîãî èíñòèòóòà ñåëåêöèè è ñåìåíîâîäñòâà ïøåíèöû èì. Â.Í. Ðå-
ìåñëî. Ïðîðàùèâàíèå ñåìÿí îñóùåñòâëÿëè â òåìíîòå ïðè 22 ± 1 °Ñ. Â
îäíîì âàðèàíòå îïûòà (êîíòðîëü) èñïîëüçîâàëè äèñòèëëèðîâàííóþ âî-
äó, â äðóãîì — 0,004 ìÌ áóòèðàò íàòðèÿ (NaB). Ïîñëåäíèé ïðèìåíÿëè
äëÿ èíãèáèðîâàíèÿ in vivo ïðîöåññîâ äåàöåòèëèðîâàíèÿ ãèñòîíîâ (âîç-
ìîæíî, è äðóãèõ íåãèñòîíîâûõ áåëêîâ), ò.å. äëÿ ïîääåðæàíèÿ óäëèíåí-
íîé (ïðîëîíãèðîâàííîé) ñòàäèè ïîâûøåííîãî óðîâíÿ àöåòèëèðîâàíèÿ
ãèñòîíîâ (âîçìîæíî, è äðóãèõ ÿäåðíûõ áåëêîâ), íåîáõîäèìîãî äëÿ ñòè-
ìóëÿöèè òðàíñêðèïöèè. Áóòèðàò íàòðèÿ áûë ñèíòåçèðîâàí â Èíñòèòóòå
îðãàíè÷åñêîé õèìèè ÓÍÖ ÐÀÍ. Ýëåìåíòíûé ñîñòàâ åãî íàõîäèëñÿ â
ïðåäåëàõ: Ñ — 43,5; Í — 6,3; Na — 21. Îïòèìàëüíóþ êîíöåíòðàöèþ NaB
ïîäáèðàëè ïî óâåëè÷åíèþ âñõîæåñòè ñåìÿí ïøåíèöû ñîðòà Ìèðîíîâ-
ñêàÿ ÿðîâàÿ ÷åðåç 21 ÷ ïîñëå èíäóêöèè ðîñòîâûõ ïðîöåññîâ (òàáëèöà). Â
îïðåäåëåííûå èíòåðâàëû âðåìåíè — 0 ÷ (âîçäóøíî-ñóõîå ñåìÿ) è ÷åðåç
3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 ÷ îò íà÷àëà çàìà÷èâàíèÿ ñåìÿí ïðîâîäèëè îòäåëå-
íèå çàðîäûøåé îò ýíäîñïåðìà. Êëåòî÷íûå ÿäðà âûäåëÿëè ïî ðàíåå îïè-
ñàííîìó ìåòîäó [12]. Íàäìîëåêóëÿðíûå ñòðóêòóðû: íóêëåîïëàçìó (Íï),
õðîìàòèí íåïðî÷íî (Õð-I) è ïðî÷íî (Õð-II) ñâÿçàííûé ñ ÿäåðíûì ìàò-
ðèêñîì (ßÌ), à òàêæå ßÌ âûäåëÿëè èç î÷èùåííûõ êëåòî÷íûõ ÿäåð ñî-
îòâåòñòâåííî ïðè ïîâûøåíèè èîííîé ñèëû ðàñòâîðà: 0,14 Ì, 0,35 Ì è
2,0 Ì NaCl â 0,01 Ì òðèñ-HCl áóôåðå, ðÍ 6,8. ßÌ èçâëåêàëè 6 Ì ãóà-
29
ÀÍÀËÈÇ ÀÐÃ-Õ ÏÐÎÒÅÎËÈÇÀ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
Вëèÿíèå áóòèðàòà íàòðèÿ (NaB) íà âñхîжåñòь ñåìÿí ïшåíèöû ñîðòà Ìèðîíîâñêàÿ ÿðîâàÿ
Êîíöåíòðàöèÿ
áóòèðàòà íàòðèÿ, ìÌ
Âñõîæåñòü ñåìÿí
÷åðåç 21 ÷, %
Êîíöåíòðàöèÿ
áóòèðàòà íàòðèÿ, ìÌ
Âñõîæåñòü ñåìÿí
÷åðåç 21 ÷, %
0 80 0,5 70
0,004 92 1 72
0,010 88 2 52
0,015 76 4 32
íèäèíãèäðîõëîðèäîì (Gu · HCl) ñ 0,004 %-ì -ìåðêàïòîýòàíîëîì â òîì
æå áóôåðå. Êîëè÷åñòâî áåëêà â ÿäðàõ è ÿäåðíûõ ôðàêöèÿõ îïðåäåëÿëè
ìåòîäîì Áðåäôîðäà â íàøåé ìîäèôèêàöèè [13]. Àðã-Õ (òðèïòàçíóþ) àê-
òèâíîñòü îöåíèâàëè ïî ðàñùåïëåíèþ Àðã-Õ-ñâÿçåé â àðãèíèíáîãàòîì
áåëêå — ïðîòàìèíå-Salmine-A-I («Merk»), ìîëåêóëà êîòîðîãî ñîñòîèò èç
33-õ àìèíîêèñëîòíûõ îñòàòêîâ: 22-õ ìîëåêóë Àðã; 4-õ ìîëåêóë Ñåð; 3-õ
ìîëåêóë Ïðî; ïî 2 ìîëåêóëû Ãëó è Âàë — âî âñåõ ïåðå÷èñëåííûõ âûøå
ôðàêöèÿõ ÿäåð [13]. Óäåëüíóþ àêòèâíîñòü òðèïòàç âûðàæàëè â íàíîìî-
ëÿõ àðãèíèíà â ñåêóíäó íà 1 ìã áåëêà (íìîëü Àðã/(ñ·ìã áåëêà)).
Ðåçóëüòàòû è îáñóæäåíèå
Àíàëèç ìîëåêóëÿðíî-ãåíåòè÷åñêèõ îñíîâ îçèìîñòè è ÿðîâîñòè íà ïðè-
ìåðå ñîðòîâ ïøåíèöû Ìèðîíîâñêàÿ 808 (îçèìàÿ) è Ìèðîíîâñêàÿ ÿðî-
âàÿ, ïðåäñòàâëåííûé â íàøåé ïðåäûäóùåé ðàáîòå [8], ïîêàçàë, ÷òî ìî-
ëåêóëÿðíûå ìåõàíèçìû ïåðåïðîãðàììèðîâàíèÿ ïðîöåññîâ ðîñòà è
ðàçâèòèÿ íàõîäÿòñÿ íà óðîâíå ñëàáûõ õèìè÷åñêèõ âçàèìîäåéñòâèé êîì-
ïàðòìåíòîâ êëåòî÷íîãî ÿäðà è ÿäåðíîãî ìàòðèêñà, îòâåòñòâåííîãî çà
ñáîðêó ìóëüòèôåðìåíòíûõ êîìïëåêñîâ ðåïëèêàöèè è òðàíñêðèïöèè.
Èñïîëüçîâàíèå áóòèðàòà íàòðèÿ â äàííîì ýêñïåðèìåíòå ïðè èíäóêöèè
òðàíñêðèïöèîííîé àêòèâàöèè õðîìàòèíà ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî îí ïîäàâëÿ-
åò äåàöåòèëèðîâàíèå ãèñòîíîâ (âîçìîæíî, è äðóãèõ ÿäåðíûõ áåëêîâ),
ïðèâîäèò ê óñèëåíèþ àöåòèëèðîâàíèÿ è òðàíñêðèïöèè, à òàêæå ðÿäó
äðóãèõ ýôôåêòîâ, îïîñðåäóþùèõ äåéñòâèå ðîñòîâûõ ôàêòîðîâ [4].
Íà ðèñ. 1 ïðåäñòàâëåíà âñõîæåñòü ñåìÿí â íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ è â
ïðèñóòñòâèè èíãèáèòîðà äåàöåòèëèðîâàíèÿ áåëêîâ. Íàáëþäàëîñü ðàçëè-
÷èå ìîðôîôèçèîëîãè÷åñêîé ðåàêöèè îçèìîé è ÿðîâîé ïøåíèöû â ïðè-
ñóòñòâèè èíãèáèòîðà äåàöåòèëàç, êîíöåíòðàöèÿ êîòîðîãî ïîäáèðàëàñü
òîëüêî îòíîñèòåëüíî âñõîæåñòè ñåìÿí ïøåíèöû ñîðòà Ìèðîíîâñêàÿ
ÿðîâàÿ (ñì. ðèñ. 1, à, òàáëèöó). ×òî êàñàåòñÿ âñõîæåñòè ñåìÿí îçèìîé
ïøåíèöû, òî ìû îáíàðóæèëè, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå ïîÿâëÿåòñÿ áîëüøå ïðî-
ðîñòêîâ ñ àêòèâíûì ðîñòîì çà ñ÷åò ðàñòÿæåíèÿ êëåòîê ãëàâíîãî êîðíÿ.
Îäíàêî â ýêñïåðèìåíò áûëè âçÿòû âûðîâíåííûå ïî îáùåìó ðàçìåðó
ïðîêëþíóâøèåñÿ çàðîäûøè (ñì. ðèñ. 1, à, II). Èçìåðåíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî
ìàññà çàðîäûøåé äî èõ ïðîêëåâûâàíèÿ íå èçìåíÿåòñÿ êàê â êîíòðîëü-
íîì âàðèàíòå îïûòà, òàê è â ïðèñóòñòâèè èíãèáèòîðà (ñì. ðèñ. 1, á).
Äàííûå, ïðèâåäåííûå íà ðèñ. 2, 3, ïîäòâåðæäàþò, ÷òî èñïîëüçîâàíèå
èíãèáèòîðà äåàöåòèëèðîâàíèÿ áåëêîâ íå âëèÿåò íà ñîäåðæàíèå ñóììàð-
íîãî áåëêà (ïðîòåîìà) êëåòî÷íîãî ÿäðà êàê ó ÿðîâîé (ñì. ðèñ. 2, à), òàê
è îçèìîé (ñì. ðèñ. 3, à) ïøåíèöû. Íå íàáëþäàëîñü òàêæå «êðóïíîìàñ-
øòàáíûõ» áèîõèìè÷åñêèõ èçìåíåíèé ìåæìîëåêóëÿðíûõ áåëîê-áåëêîâûõ
âçàèìîäåéñòâèé êîìïàðòìåíòîâ êëåòî÷íîãî ÿäðà ó îçèìîé ïøåíèöû â
èíòåðâàëû 0 > 3 > 6 > 9 > 12 > 15 > 18 > 21 ÷ èíòåðôàçû êëåòî÷íîãî
öèêëà (ñì. ðèñ. 3, á). ×òî êàñàåòñÿ êîëè÷åñòâà áåëêîâûõ êîìïîíåíòîâ â
íàäìîëåêóëÿðíûõ ñòðóêòóðàõ êëåòî÷íûõ ÿäåð çàðîäûøåé ïøåíèöû ñîð-
òà Ìèðîíîâñêàÿ ÿðîâàÿ (ñì. ðèñ. 2, á), òî ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðè âû-
õîäå êëåòîê èç ñîñòîÿíèÿ ïîêîÿ ïðè íàáóõàíèè ñåìÿí è óâåëè÷åíèè îáú-
åìà êëåòî÷íûõ ÿäåð â òå÷åíèå 3—6 è 12 ÷ êîëè÷åñòâî áåëêà ïî
îòíîøåíèþ ê êîíòðîëþ çàìåòíî óâåëè÷èâàåòñÿ òîëüêî âî ôðàêöèè,
ïðî÷íî ñâÿçàííîé ñ ÿäåðíûì ìàòðèêñîì è îáîãàùåííîé ãåòåðîõðîìàòè-
íîì (ñì. ðèñ. 2, á, Õð-II). Àíàëèç ëîêàëèçàöèè Àðã-Õ ïðîòåàçî÷óâñòâè-
òåëüíîñòè â íàäìîëåêóëÿðíûõ ñòðóêòóðàõ õðîìàòèíà ïîêàçàë, ÷òî êàê ó
30
Ý.À. ÈÂÀÍÎÂÀ, Ã.Õ. ÂÀÔÈÍÀ, Ð.Ñ. ÈÂÀÍÎÂ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
ÿðîâîé (ñì. ðèñ. 2, â), òàê è îçèìîé (ñì. ðèñ. 3, â) ïøåíèöû íàáëþäàåò-
ñÿ öèêëè÷íîñòü àêòèâíîñòè ýòîãî ôåðìåíòà. Ðàíåå [7] ìû ïðåäïîëîæè-
ëè, ÷òî ïðîÿâëåíèå öèêëè÷íîñòè àêòèâíîñòè Àðã-Õ ïðîòåîëèçà ìîæåò
áûòü ñâÿçàíî ñ ïîñëåäîâàòåëüíîé ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííîé êîìïàðò-
ìåíòàëèçàöèåé èíòåðôàçíîãî õðîìàòèíà â òå÷åíèå G1 ôàçû êëåòî÷íîãî
öèêëà. Â ýêñïåðèìåíòàëüíûõ óñëîâèÿõ, ïðåäñòàâëåííûõ â äàííîé ðàáî-
òå, ìû íå îáíàðóæèëè ÷åòêî âûðàæåííûõ ðàçëè÷èé â ïðîÿâëåíèè àêòèâ-
íîñòè Àðã-Õ ïðîòåîëèçà ïðè èñïîëüçîâàíèè èíãèáèòîðîâ äåàöåòèëèðî-
âàíèÿ ÿäåðíûõ áåëêîâ çðåëûõ çàðîäûøåé ñåìÿí ïøåíèöû ñîðòà
Ìèðîíîâñêàÿ ÿðîâàÿ (ñì. ðèñ. 2, â). ×òî êàñàåòñÿ çðåëûõ çàðîäûøåé ñå-
ìÿí îçèìîé ïøåíèöû (ñì. ðèñ. 3, â), òî ïðîòåàçî÷óâñòâèòåëüíîñòü êîì-
ïàðòìåíòîâ êëåòî÷íîãî ÿäðà â ïðèñóòñòâèè èíãèáèòîðîâ äåàöåòèëèðîâà-
íèÿ ÿäåðíûõ áåëêîâ ðåçêî âëèÿåò íà ýêñïîíèðîâàííîñòü îïðåäåëåííûõ
ó÷àñòêîâ ÿäåðíîãî ìàòðèêñà (9 ÷) è íóêëåîïëàçìû (15 ÷) ïðè ñîõðàíåíèè
Àðã-Õ ïðîòåîëèçà íà óðîâíå ÿäåðíîãî ìàòðèêñà â êîíòðîëüíîì âàðèàíòå
îïûòà (18 ÷). Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïåðèîä êëåòî÷íîãî öèêëà èíèöèà-
öèè ðîñòîâûõ ïðîöåññîâ çðåëûõ çàðîäûøåé ïøåíèöû 18 ÷ õàðàêòåðèçó-
åòñÿ ïåðåõîäîì ê íà÷àëó ðåïëèêàöèè è ñèíòåçó ÄÍÊ, ò.å. â êëåòêå îñó-
31
ÀÍÀËÈÇ ÀÐÃ-Õ ÏÐÎÒÅÎËÈÇÀ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
Ðèñ. 1. Âñõîæåñòü ñåìÿí ÷åðåç 21 ÷ ïîñëå èíäóêöèè ðîñòîâîãî ìîðôîãåíåçà çðåëûõ çàðî-
äûøåé ïøåíèöû in vivo (a) è èõ ìàññà (á) â íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ (1) è â ïðèñóòñòâèè èí-
ãèáèòîðà äåàöåòèëèðîâàíèÿ áåëêîâ (2):
I — íå ïðîêëþíóëèñü; II — ïðîêëþíóëèñü, îáùèé ðàçìåð ïðîðîñòêà 0,3—0,5 ñì (âçÿòû â ýêñïåðèìåíò);
III — àêòèâíûé ðîñò ãëàâíîãî êîðíÿ (áîëåå 0,1 ñì); À — Ìèðîíîâñêàÿ ÿðîâàÿ; Á — Ìèðîíîâñêàÿ 808
(îçèìàÿ)
À
Á
à
á
32
Ý.À. ÈÂÀÍÎÂÀ, Ã.Õ. ÂÀÔÈÍÀ, Ð.Ñ. ÈÂÀÍÎÂ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
Ðèñ. 2. Äëÿ ñîðòà ïøåíèöû Ìèðîíîâñêàÿ ÿðîâàÿ. Äèíàìèêà âíóòðèÿäåðíîãî ïðîòåîìà (à),
âûõîä áåëêîâûõ êîìïîíåíòîâ (á) è Àðã-Õ àêòèâíîñòü (â) ôàçû G1 êëåòî÷íûõ ÿäåð çðåëûõ
çàðîäûøåé ïøåíèöû â íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ (1) è â ïðèñóòñòâèè èíãèáèòîðà äåàöåòèëè-
ðîâàíèÿ áåëêîâ (2):
Íï — íóêëåîïëàçìà; Õð-I — õðîìàòèí, íåïðî÷íî ñâÿçàííûé ñ ßÌ; Õð-II — õðîìàòèí, ïðî÷íî ñâÿçàí-
íûé ñ ßÌ; ßÌ — ÿäåðíûé ìàòðèêñ
%
60
40
20
0
60
40
20
0
à
á
â
33
ÀÍÀËÈÇ ÀÐÃ-Õ ÏÐÎÒÅÎËÈÇÀ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
Ðèñ. 3. Äëÿ ñîðòà ïøåíèöû Ìèðîíîâñêàÿ 808 (îçèìàÿ). Îáîçíà÷åíèÿ òå æå, ÷òî è íà ðèñ. 2
à
á
â
%
60
40
20
0
60
40
20
0
ùåñòâëÿþòñÿ ïðîöåññû, ïîääåðæèâàþùèå èçìåíåíèÿ ýêñïðåññèè ãåíîâ â
äèôôåðåíöèðîâàííûõ êëåòêàõ îðãàíèçìà, íàñëåäóåìûå ìèòîòè÷åñêè. È
åñëè òàêàÿ ïîääåðæêà ñîõðàíÿåòñÿ â ðÿäó êëåòî÷íûõ ïîêîëåíèé (ñì. ðèñ.
3, â, 18 ÷), òî ïî âñåé âåðîÿòíîñòè ýòî ìîæåò áûòü ðåçóëüòàòîì ñîõðàíå-
íèÿ äèíàìèêè îðãàíèçàöèè óïàêîâêè ÄÍÊ ñ ïîìîùüþ ýïèãåíåòè÷åñêèõ
ìåõàíèçìîâ [9]. ×òî ýòî çà ýïèãåíåòè÷åñêèå ìåõàíèçìû è íàñêîëüêî îíè
ñâÿçàíû ñ ãèñòîíîâûì êîäîì ìû ïîêà íå ìîæåì îòâåòèòü êîíêðåòíî, òàê
êàê â ýêñïåðèìåíòå ìû èñïîëüçîâàëè ñóììàðíûé ÿäåðíûé áåëîê. ×òîáû
ïðèáëèçèòüñÿ ê àíàëèçó ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ãèñòîíîâîãî êîäà, íåîáõî-
äèìî ÷åòêî îòäåëèòü íåãèñòîíîâûå áåëêè îò ãèñòîíîâ. Êàê èçâåñòíî, â
ñîñòàâ íåãèñòîíîâûõ áåëêîâ âõîäèò òàêæå àðãèíèí, êîòîðûé àêòèâíî ìî-
äèôèöèðóåòñÿ [6]. Âñå ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, íàñêîëüêî ñëîæåí ãèñ-
òîíîâûé êîä.
Èññëåäîâàííûé â äàííîé ðàáîòå ïåðèîä ôóíêöèîíèðîâàíèÿ êëå-
òî÷íîãî ÿäðà íåïîñðåäñòâåííî ñâÿçàí ñ ïðîöåññàìè íàáóõàíèÿ ñåìÿí,
îâîäíåííîñòüþ êëåòîê [1] è àêòèâíûìè ðîñòîâûìè ïðîöåññàìè çà ñ÷åò
èõ ðàñòÿæåíèÿ â òå÷åíèå G1 ôàçû êëåòî÷íîãî öèêëà [3]. Ïîñëåäîâàòåëü-
íîñòü áèîõèìè÷åñêèõ ðåàêöèé ôóíêöèîíàëüíî ñâÿçàíà ìåæäó ñîáîé è
ðåãóëèðóåòñÿ ïðè ó÷àñòèè öåëîé èåðàðõèè ìåõàíèçìîâ, çàïðîãðàììèðî-
âàííûõ â ñòðóêòóðíîé îðãàíèçàöèè õðîìàòèíà è åãî íåðàçðûâíîé ñâÿçè
ñ ÿäåðíûì ìàòðèêñîì. Â ïðîöåññå èíèöèàöèè ðîñòîâîãî ìîðôîãåíåçà
çðåëûõ çàðîäûøåé îçèìîé è ÿðîâîé ïøåíèöû â ïðèñóòñòâèè èíãèáèòî-
ðà äåàöåòèëèðîâàíèÿ áåëêîâ â òå÷åíèå G1 ôàçû êëåòî÷íîãî öèêëà ïî
âñåé âåðîÿòíîñòè ïðîèñõîäèò ìîäèôèêàöèÿ õðîìàòèíîâûõ ñòðóêòóð ïðè
ó÷àñòèè Àðã-Õ ïðîòåîëèçà, êîòîðàÿ íàèáîëåå ÿðêî âûðàæåíà ó îçèìîé
ïøåíèöû ñîðòà Ìèðîíîâñêàÿ 808. Âîçìîæíî, ýòà ìîäèôèêàöèÿ âíóòðè-
ÿäåðíûõ ñòðóêòóð îòðàæàåò âûñîêóþ ïëàñòè÷íîñòü äàííîé êóëüòóðû
[11].
1. Àâåòèñîâ Ë.В., Øàïîшíèêîâ ß.Ä., Êàäûêîâ В.À. Èçìåíåíèå óëüòðàñòðóêòóðû ÿäåð êëåòîê
àïåêñà ïîáåãà ïøåíèöû â ïðîöåññå ïðîðàñòàíèÿ // Îíòîãåíåç. — 1988. — 19, ¹ 2. —
Ñ. 181—190.
2. Вàâèëîâ Í.È. Èçáðàííûå òðóäû. — Ì.; Ë.: Íàóêà, 1965. — Ò. 5. — Ñ. 312—313.
3. Вàôèíà Ã.Õ. Àíàëèç ïðîòåîëèòè÷åñêîé àêòèâíîñòè â ÿäåðíûõ ôðàêöèÿõ ïðè ïðîðàñòà-
íèè ñåìÿí ïøåíèöû: Àâòîðåô. äèñ. … êàíä. áèîë. íàóê. — Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, 1998. —
22 ñ.
4. Çáàðñêèé È.Á. Îðãàíèçàöèÿ êëåòî÷íîãî ÿäðà. — Ì.: Ìåäèöèíà, 1988. — Ñ. 58.
5. Èâàíîâà Ý.À. Ìîäèôèêàöèÿ ãèñòîíîâ ó ðàñòåíèé è åå ôèçèîëîãè÷åñêîå çíà÷åíèå:
Àâòîðåô. äèñ. … êàíä. áèîë. íàóê. — Ì., 1977. — 21 ñ.
6. Èâàíîâà Ý.À., Àхìåòîâ Ð.Ð. Ìîäèôèêàöèÿ íåãèñòîíîâûõ áåëêîâ â ïðîðîñòêàõ ðàñòåíèé //
Ôèçèîëîãèÿ ðàñòåíèé. — 1987. — 34, ¹ 3. — Ñ. 507—512.
7. Èâàíîâà Ý.À., Вàôèíà Ã.Õ. Àíàëèç íàäìîëåêóëÿðíûõ ñòðóêòóð êëåòî÷íîãî ÿäðà ïðè àê-
òèâàöèè õðîìàòèíà // Äîêë. ÐÀÍ — 2006. — 406, ¹ 3. — Ñ. 419—421.
8. Èâàíîâà Ý.À., Вàôèíà Ã.Õ., Èâàíîâ Ð.Ñ. Âíóòðèÿäåðíûå íàäìîëåêóëÿðíûå ìåõàíèçìû
èíäóêöèè ðîñòîâîãî ìîðôîãåíåçà çðåëûõ çàðîäûøåé îçèìîé è ÿðîâîé ïøåíèö // Òàì
æå. — 2007. — 417, ¹ 4. — Ñ. 563—565.
9. Ðàçèí Ñ.В. Ïðîñòðàíñòâåííàÿ îðãàíèçàöèÿ ýóêàðèîòè÷åñêîãî ãåíîìà è ðàáîòà ýïèãåíå-
òè÷åñêèõ ìåõàíèçìîâ // Ãåíåòèêà. — 2006. — 42, ¹ 12. — Ñ. 1605—1614.
10. Ðàçèí Ñ.В. Õðîìàòèí è ðåãóëÿöèÿ òðàíñêðèïöèè // Ìîëåêóë. áèîëîãèÿ. — 2007. — 41,
¹ 3. — Ñ. 387—394.
11. Ðåìåñëî В.Í., Êîëîìàöêèé À.В. Äèíàñòèÿ Ìèðîíîâñêèõ ïøåíèö // Íàóêà è ÷åëîâå÷åñò-
âî. — Ì.: Çíàíèå, 1980. — Ñ. 112, 115—116.
12. À.ñ. 1701747 À1 ÑÑÑÐ, ÌÊÈ Ñ 12 N 9/50. Ñïîñîá âûäåëåíèÿ ðàñòèòåëüíûõ êëåòî÷íûõ
ÿäåð / Ý.À. Èâàíîâà, Ã.Õ. Âàôèíà. — Îïóáë. 01.09.91, Áþë. ¹ 48.
13. À.ñ. 1733471 À1 ÑÑÑÐ, ÌÊÈ Ñ 12 N 9/50. Ñïîñîá ïîëó÷åíèÿ ÿäåðíûõ ôðàêöèé, îáëà-
äàþùèõ ïðîòåèíàçíîé è èíãèáèðóþùåé àêòèâíîñòüþ / Ý.À. Èâàíîâà, Ã.Õ. Âàôèíà. —
Îïóáë. 15.01.92, Áþë. ¹ 18.
34
Ý.À. ÈÂÀÍÎÂÀ, Ã.Õ. ÂÀÔÈÍÀ, Ð.Ñ. ÈÂÀÍÎÂ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
14. Mu Ch., Liu H., Zheng G.-Ch. Ìîäèôèêàöèè è âàðèàíòû ãèñòîíîâ: èõ ðîëü â îðãàíèçà-
öèè õðîìàòèíà // Ìîëåêóë. áèîëîãèÿ. — 2007. — 41, ¹ 3. — Ñ. 395—407.
Ïîëó÷åíî 12.03.2008
ÀÍÀËIÇ Àðã-Õ ÏÐÎÒÅÎËIÇÓ Ó ÏÐÎÑÒÎÐÎÂIÉ ÐÅÎÐÃÀÍIÇÀÖI¯ ÕÐÎÌÀÒÈÍÓ ÏIÄ
ÂÏËÈÂÎÌ IÍÃIÁIÒÎÐÓ ÄÅÀÖÅÒÈËÞÂÀÍÍß ÁIËÊIÂ ÇÀ IÍÄÓÊÖI¯ ÐÎÑÒÎÂÈÕ
ÏÐÎÖÅÑI ÇÐIËÈÕ ÇÀÐÎÄÊI ÎÇÈÌί ÒÀ ßÐί ÏØÅÍÈÖI
Å.Î. Iâàíîâà, Ã.Õ. Вàô³íà, Ð.Ñ. Iâàíîâ
Iíñòèòóò á³îëî㳿 Óôèìñüêîãî íàóêîâîãî öåíòðó Ðîñ³éñüêî¿ àêàäå쳿 íàóê, Óôà
Îïèñàíî îñîáëèâîñò³ äèíàì³êè âì³ñòó á³ëêîâèõ êîìïîíåíò³â, Àðã-Õ ïðîòåîë³çó íà ð³çíèõ
ð³âíÿõ ïðîñòîðîâî-÷àñîâî¿ îðãàí³çàö³¿ ³íòåðôàçíîãî õðîìàòèíó ï³ä ÷àñ ïðîðîñòàííÿ çð³ëèõ
çàðîäê³â îçèìî¿ òà ÿðî¿ ïøåíèö³ çà íàÿâíîñò³ ³íã³á³òîðó äåàöåòèëþâàííÿ á³ëê³â. Îáãîâîðå-
íî ó÷àñòü Àðã-Õ ïðîòåîë³çó â åï³ãåíåòè÷íèõ ìåõàí³çìàõ.
ANALYSIS OF Arg-X PROTEOLYSIS IN THE SPATIAL CHROMATIN
REORGANIZATION UNDER THE INFLUENCE OF THE INHIBITOR OF PROTEINS
DEACETYLATION AT GROWTH PROCESSES INDUCTION OF WINTER AND SPRING
MATURE WHEAT GERMS
E.A. Ivanova, G.H. Vafina, R.S. Ivanov
Institute of Biology of Ufa Scientific Centre, Russian Academy of Sciences
69 pr. Oktyabrya, Ufa, 450054, Russia
The peculiarities of the dynamics of the protein components content, Arg-X proteolysis on the
different levels of spatial-temporary organization of interphase chromatin at germination of win-
ter and spring mature wheat germs under the presence of the inhibitor of proteins deacetylation
are investigated. The role of Arg-X proteolysis in the epigenetic mechanisms is discussed.
Key words: Triticum aestivum L., cell nucleus, Arg-X proteolysis, the inhibitor of proteins deacety-
lation.
35
ÀÍÀËÈÇ ÀÐÃ-Õ ÏÐÎÒÅÎËÈÇÀ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
|