BioScience Blog – Научный Биологический блог

Стресс-индуцируемые белки – дегидрины были обнаружены первоначально при исследовании созревания устойчивых к высыханию ортодоксальных семян среди специфической гетерогенной группы белков, названных LEA-белками (Late Embryogenesis Abundant), т.е., преобладающими белками позднего эмбриогенеза. Эти белки накапливаются в семядолях и осевых органах созревающих семян на стадии дегидратации. Позже было показано, что дегидрины появляются также и в вегетативных органах растений в ответ на засуху, солевой стресс, холодную акклиматизацию, а также воздействие АБК. Все дегидрины, или LEA-белки, являются чрезвычайно гидрофильными, богатыми глицином и термостабильными белками (они не коагулируют даже при 100°С). В созревающих ортодоксальных семенах эти белки могут составлять до 30% от незапасных клеточных белков и быстро исчезают при прорастании. По современным представлениям, термостабильные белки – дегидрины играют важную роль в стабилизации клеточных структур при высыхании, участвуют в выработке устойчивости к осмотическому стрессу. На основании этого было выдвинуто предположение, что чувствительность к высыханию у рекальцитрантных семян может быть результатом отсутствия у них дегидринов. Однако позже было показано, что дегидрин-подобные белки присутствуют во фракции термостабильных белков в рекальцитрантных семенах. Семена конского каштана (Aesculus hippocastanum L.) не переносят высыхания, то есть относятся к рекальцитрантному типу. С другой стороны, эти семена после опадения с деревьев входят в состояние глубокого физиологического покоя, которое снимается после длительной холодной стратификации, то есть семена конского каштана устойчивы к холодовому стрессу. Исследование белкового комплекса семян конского каштана [1] показало наличие значительного количества термостабильных белков, которые составляют более 30% растворимых белков цитозоля в осевых органах и подавляющую массу (около 80%) белков семядолей. Представляло интерес выявить дегидрины среди термостабильных белков конского каштана. Для этой цели были использованы методы одномерного электрофореза в градиенте ПААГ и Вестерн-блот-анализ. Полученные результаты показали, что во фракции термостабильных белков семян конского каштана присутствуют дегидрин-подобные белки, которые выявлялись в виде одной яркой полосы в зоне молекулярных масс около 50 кД. Низкомолекулярные термостабильные белки, которыми обогащена исследуемая фракция, не давали реакции на дегидрины. Дегидрин-подобные белки обнаружены во всех частях зародыша: в осевых органах, семядолях, черешках семядольных листьев. По-видимому, тканевая специфичность в локализации этих белков отсутствует. Дегидрины выявлялись в тканях семян каштана на протяжении всего периода стратификации, после начала роста зародышевого корешка уменьшалась как фракция термостабильных белков, так и относительное содержание в ней дегидринов. Полученные данные говорят о том, что дегидрины составляют незначительную часть фракции термостабильных белков. Функции остальных термостабильных белков, которые накапливаются в больших количествах в рекальцитрантных семенах конского каштана, остаются неясными и нуждаются в дальнейшем исследовании.

Литература:

1 .Гумилевская Н.А., Азаркович М.И., Комарова М.Е., Обручева Н.В. Белки осевых органов покоящихся и прорастающих семян конского каштана: 1. Общая характеристика белков // Физиология растений. 2001. Т. 48. С. 5—17.