Введение
Глава 1. Активные формы кислорода и биохимическая адаптацияокислительных процессов у растений и животных 17
1.1. Стресс, как совокупность ответных реакций организма на изменения условий окружающей среды 17
1.2. Окислительный стресс, генерация активных форм кислорода и «свободное окисление» как способ защиты от них 19
1.3. Возникновение гипоксических состояний при прорастании семян имеханизмы адаптации к дефициту кислорода 29
1.4. Изменение температуры окружающей среды как фактор, регулирующий окислительные процессы 34
Глава 2. Биохимические механизмы свободного окисления дыхательных субстратов 40
2.1. Пути несопряженного транспорта электронов в митохондриях 40
2.1.1. Общая характеристика сукцинатдегидрогеназной системы 40
2.1.1.1. Регуляция активности СДГ 48
2.1.1.2. Экспрессия и репрессия генов СДГ 52
2.1.2. Несопряженное окисление в ЭТЦ растительных митохондрий при различных физиологических состояниях клетки 54
2.1.2.1. Альтернативная оксидаза 55
2.1.2.2. Ротенон-нечувствительные НАДН и НАДФН дегидрогеназы 59
2.1.2.3. Явление монополизации ЭТЦ 61
2.1.3. Электронный транспорт, несопряженный с запасанием энергии, у бактерий. 62
2.2. Механизмы увеличения протонной проводимости внутренней мембраны митохондрий эндогенными и искусственными разобщителями 67
2.3. Пероксисомы - органоиды, совмещающие несопряженное окисление и детоксикацию активных форм кислорода 73
2.3.1. Микротельца и их метаболическая функция 73
2.3.2. Трансформации жиров в углеводы и ее связь с пероксисомами 78
2.3.3. Глиоксилатный цикл как промежуточный этап глюконеогенеза 82
2.3.3.1. Распространение и локализация глиоксилатного цикла 84
2.3.3.2. Экспрессия и регуляция работы глиоксилатного цикла 86
2.3.3.3. Глиоксилатный цикл в тканях животных 90
Глава 3. Использованные материалы и методы 98
3.1. Объекты исследования 98
3.2. Выделение клеточных органелл 99
3.3. Определение активности ферментов 100
3.4. Выделение и очистка ферментов 103
3.4.1. Экстракция 103
3.4.2. Фракционирование белков с помощью сульфата аммония 103
3.4.3. Гель-фильтрация 104
3.4.4. Ионообменная хроматография 105
3.5. Исследование кинетических характеристик и регуляции активности ферментов 105
3.6. Радиоизотопные исследования 105
3.7. Аналитический электрофорез 107
3.8. Определение молекулярной массы 109
3.9. Анализ интенсивности дыхания митохондрий, мембранного потенциала, уровня восстановленности хинонов и скорости генерации активных форм кислорода 109
3.10. Блотинг-анализ 112
3.11. Определение количества белка 114
3.12. Определение содержания хлорофилла 114
3.13. Статистическая обработка экспериментальных данных 115
Глава 4. Индукция ферментов глиоксилатного цикла в животных тканях при голодании и индуцированном диабете как биохимический механизм ускоренной мобилизации запасных липидов 116
4.1. Обнаружение индукции глиоксилатного цикла в печени крыс при голодании 116
4.2. Обнаружение индукции глиоксилатного цикла в печени крыс при экспериментальном диабете 120
4.2.1. Разработка модели экспериментального диабета 120
4.2.2. Индукция ферментов глиоксилатного цикла при экспериментальном диабете 122
4.3. Изучение субклеточной локализации глиоксилатного цикла в животных тканях 123
4.4. Очистка изоцитратлиазы из печени крыс и изучение ее свойств 129
4.5. Изучение малатсинтазы из печени голодающих крыс 139
4.6. Индукция изоформ малатдегидрогеназы в печени крыс при пищевой депривации 140
4.7. Индукция аконитатгидратазы в гепатоцитах голодающих крыс 152
Глава 5. Альтернативный путь окисления сукцината в глиоксисомах жирозапасающих растений индуцируется при прорастании 166
5.1. Влияние ингибиторов метаболизма на декарбоксилирование меченого сукцината 166
5.2. Метаболизм 2,3-14С-сукцината щитками кукурузы 167
5.3. Окисление сукцината изолироваными глиоксисомами 170
5.4. Влияние сукцината на интенсивность гашения супероксидных радикалов 175
5.5. Характеристика глиоксисомальной сукцинатоксидазы из щитка злаковых 177
Глава 6. Влияние индукции несопряженного и разобщенного окисления в митохондриях на образование активных форм кислорода 183
6.1.Холод как фактор, регулирующий несопряженное и разобщенное окисление в растительных митохондриях 183
6.1.1 Инкубация растений при пониженных температурах приводит к ускорению дыхания митохондрий и индукции альтернативной оксидазы 183
6.1.2. Разобщенное дыхание митохондрий как механизм адаптации к холоду в митохондриях из клубней картофеля 194
6.2. Роль процессов "свободного окисления" в адаптации растений к атмосфере с повышенным содержанием кислорода и регуляции образования активных форм кислорода 209
6.2.1. Гипероксидная атмосфера индуцирует несопряженное окисление сукцината с помощью альтернативной оксидазы 209
6.2.2. Ингибирование альтернативной оксидазы приводит к ускорению генерации активных форм кислорода в растительных митохондриях 211
6.3. Влияние светового режима на окислительные процессы в растительных
митохондриях. 235
6.3.1. Влияние света на активность ферментов цикла Кребса, фото дыхания и функционирование ЭТЦ митохондрий в высших растениях 235
6.3.2. Красный свет как регулятор активности сукцинатдегидрогеназы 245
6.4 Роль реакции переаминирования в превращении сукцината в эндосперме клещевины при прорастании 256
IV. Заключение 272
Выводы 277
Список использованной литературы 280
