BioScience Blog – Научный Биологический блог

В последнее время особое значение в системе механизмов адаптации растений к изменяющимся условиям окружения придается аквапоринам – мембранным белкам с функцией водных каналов. Регуляция аквапорин-опосредованного трансмембранного водного потока может осуществляться за счет изменения, как активности этих белков, так и их содержания в единице площади мембраны [1]. Ранее нами было показано, что кратковременный осмотический стресс активирует как экзо-, так и эндоцитоз в протопластах из клеток суспензионной культуры мезофилла сахарной свеклы. Кроме того, обнаружено, что транспортируемые везикулы слабо обогащены аквапоринами PIP-типа. Это позволило предположить, что PIP-аквапорины локализованы в малоподвижных доменах плазмалеммы [2]. Целью настоящего исследования стало подтверждение латеральной гетерогенности аквапорин-содержащих доменов плазмалеммы. Для экспериментального обоснования этого предположения было использовано несколько подходов. Первый состоял в наблюдении за локализацией флуоресцентного маркера стеринов – филипина. Второй – в анализе распределения PIP-аквапоринов после солюбилизации плазмалеммы разными типами неионных детергентов. Третий – в анализе содержания PIP-аквапоринов во фракциях клеточных мембран, изолированных из протопластов, подвергнутых осмотическому стрессу. Проведенная с помощью флуоресцентной микроскопии оценка интенсивности окрашивания стерин-обогащенных участков плазмалеммы с помощью филипина показала, что поведение этих мембранных доменов при кратковременном осмотическом стрессе повторяет таковое у аквапорин-содержащих участков плазматической мембраны. В гиперосмотических условиях происходит концентрирование окрашивания в плазмалемме, а в гипоосмотических – снижение. Это позволило предположить, что аквапорины могут локализоваться в доменах плазмалеммы, обогащенных стеринами. Согласно литературным данным стерины в большом количестве содержатся в так называемых липидных «рафтах». Одной из характеристик «рафтов» является их устойчивость к неионному детергенту Тритону Х-100. Поэтому нами были выделены препараты плазмалеммы, подвергнутые воздействию двух неионных детергентов – додецилмальтозида и Тритона Х-100. Последующий вестерн-блот анализ PIP-аквапоринов показал их концентрирование в мембранных фракциях, устойчивых к действию Тритона Х-100. После выделения плазмалеммы из протопластов, подвергнутых осмотическому сжатию, содержание PIP-аквапоринов увеличивалось в сравнении с контролем. Полученые результаты свидетельствуют, что аквапорины PIP-типа локализуются в «рафт»-подобных структурах плазматической мембраны, для которых характерна относительно низкая скорость везикулярного транспорта при осмотически индуцируемом эндо/экзоцитозе.

Литература: 1. Verkman A.S., Mitra A.K. (2000) Structure and function of aquaporin water channels. Am. J. Physiol. 278: F13. 2. Шевырева Т.А., Жесткова И.М., Трофимова М.С. (2007) Иммунолокализация PIP-аквапоринов в протопластах из суспензионной культуры мезофилла сахарной свеклы в изоосмотических условиях и при осмотическом стрессе. Физиология растении. 54:356.