Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture (Jun 2021)
СИСТЕМА ГЛУТАТИОНА КАК МЕХАНИЗМ ДЕТОКСИКАЦИИ ГЕРБИЦИДОВ У ВАКУОЛЕЙ И ПЛАСТИД КЛЕТОК КОРНЕПЛОДОВ СТОЛОВОЙ СВЕКЛЫ
Abstract
Синтетические соединения, используемые в растениеводстве, представляют собой ксенобиотики, которые, попадая в растения, могут отрицательно влиять на функционирование клеток. Внутри клеток, они подвергаются (или в случае ослабления защитных механизмов не подвергаются) химической трансформации и транспортируются в вакуоли. Избыточное накопление ксенобиотиков в вакуолях, по всей видимости, является следствием нарушения их химической трансформации и деградации в других субклеточных структурах. В связи с этим системы детоксикации ксенобиотиков в вакуолях и других компартментах растительной клетки заслуживают пристального внимания. Цель работы. Следовало установить, может ли система глутатиона в таких органеллах, как вакуоли и пластиды, служить одним из механизмов детоксикации гербицидов. Материалы и методы. Проводили сравнительное исследование системы глутатиона у вакуолей и лейкопластов, изолированных из клеток корнеплодов столовой свеклы (Beta vulgaris L.). Методы спектрофотометрического анализа и гель-электрофореза применяли, чтобы определить содержание глутатиона, активность глутатион-S-трансферазы (GST, КФ 2.5.1.18) и глутатионредуктазы (GR, КФ 1.8.1.7). Результаты. Количество глутатиона было выше в вакуолях, по сравнению с лейкопластами. Активность GST у вакуолей также была выше. Ферменты из семейства GST, катализирующие реакции конъюгации глутатиона с различными соединениями, имеют непосредственное отношение к детоксикации метаболитов и ксенобиотиков. GSTs вакуолей и пластид взаимодействовали с гербицидами (глифосатом, фтородифеном и клопиралидом), что свидетельствовало об участии этих ферментов в детоксикации экзогенных токсичных соединений. Поддерживает пул глутатиона в восстановленном состоянии GR. Активность этого фермента в лейкопластах оказалась намного выше, по сравнению с вакуолями. GRs вакуолей и пластид отличались стабильностью, в условиях in vitro их активность не подавляли используемые в работе гербициды. Заключение. На основании полученных данных можно предположить, что глутатион, аккумулируемый вакуолями, так же как глутатион пластид, вовлечен в процессы детоксикации, которые протекают в этих субклеточных компартментах. Дальнейшее всестороннее изучение субклеточных механизмов обезвреживания цитотоксичных соединений расширит представление о детоксикационных процессах у растительного организма.
Keywords
