Изоферментный спектр пероксидазы Chlorophyta
Показано, что пероксидаза зеленых водорослей (Chlorophyta) представлена множественными молекулярными формами (МФ) как с широкой субстратной специфичностью, так и с четко выраженным сродством только к одному субстрату. У протококковых зеленых водорослей выявлено бόльшее число МФ с широкой субстратной...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5430 |
| 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: | Изоферментный спектр пероксидазы Chlorophyta / Н.Д. Тупик, Е.К. Золотарева // Альгология. — 2008. — Т. 18, № 2. — С. 123-133. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859585087617630208 |
|---|---|
| author | Тупик, Н.Д. Золотарева, Е.К. |
| author_facet | Тупик, Н.Д. Золотарева, Е.К. |
| citation_txt | Изоферментный спектр пероксидазы Chlorophyta / Н.Д. Тупик, Е.К. Золотарева // Альгология. — 2008. — Т. 18, № 2. — С. 123-133. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Показано, что пероксидаза зеленых водорослей (Chlorophyta) представлена множественными молекулярными формами (МФ) как с широкой субстратной специфичностью, так и с четко выраженным сродством только к одному субстрату. У протококковых зеленых водорослей выявлено бόльшее число МФ с широкой субстратной специфичностью, чем у более продвинутых в эволюционном отношении многоклеточных зеленых водорослей. В интегральных спектрах пероксидазы зеленых макрофитов проявляется меньше компонентов с широкой субстратной специфичностью по сравнению с синезелеными водорослями. На примере зеленых водорослей прослеживается сужение субстратной специфичности с усложнением организации организма. Эти данные свидетельствуют об эволюционной значимости МФ ферментов и позволяют рассматривать их как одно из звеньев в биохимических механизмах адаптации.
Показано, що пероксидаза зелених водоростей (Chlorophyta) представлена багатьма молекулярними формами (МФ) як з широкою субстратною специфічністю, так і з чітко вираженою спорідненістю тільки з одним субстратом. У протококкових зелених водоростей виявлено більше число МФ з широкою субстратною специфічністю, ніж у більш просунутих в еволюційному відношенні багатоклітинних зелених водоростей. В інтегральних спектрах пероксидази зелених макролітів проявляється менше компонентів з широкою субстратною специфічністю порівняно з синьозеленими водоростями. На прикладі зелених водоростей простежується звуження субстратної специфічності з ускладненням організації організму. Ці дані свідчать про еволюційну значимість МФ ферментів і дозволяють розглядати їх як один з ланцюжків в біохімічних механізмах адаптації.
The aim of the work was a comparative study of substrate specificity of molecular forms (MF) of green alga peroxidase depending on their systematic position, ecological conditions, of place and period of vegetation. Peroxidase activity was determined after the electrophoretic separation of proteins in PAAG, using benzidine, pyrogallol, pyrocatechol and guaiacol as substrata. Plural MFs of peroxidase both with wide substrate specificity and with expressed affinity only to one substrata were found in green alga. The greater number of MFs with wide substrate specificity was detected in unicellular green alga than it was found in more evolutional advanced multicellular green alga. The number of MFs of peroxidase in the integral spectra of green macrophytes, as well as early studied red and brown alga, was lesser than in blue-green alga. It was concluded that substrate specificity of peroxidase in green alga as well as in blue-green and red alga is narrowed with complication of their organization. The data are evidenced of evolutional importance of enzymatic MFs diversity and allow to consider them as one of units in the biochemical mechanisms of adaptation.
|
| first_indexed | 2025-11-27T10:03:10Z |
| format | Article |
| fulltext |
Изоферментный спектр пероксидазы
ISSN 0868-8540 Альгология. 2008. Т. 18. № 2 Algologia. 2008. V. 18. N 2 123
УДК 577.152.1: 582.263
Н.Д. ТУПИК, Е.К. ЗОЛОТАРЁВА
Ин-т ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины,
01001 Киев, ул. Терещенковская, 2, Украина
ИЗОФЕРМЕНТНЫЙ СПЕКТР ПЕРОКСИДАЗЫ CHLOROPHYTA
Показано, что пероксидаза зеленых водорослей (Chlorophyta) представлена множественными
молекулярными формами (МФ) как с широкой субстратной специфичностью, так и с четко
выраженным сродством только к одному субстрату. У протококковых зеленых водорослей выявлено
бόльшее число МФ с широкой субстратной специфичностью, чем у более продвинутых в
эволюционном отношении многоклеточных зеленых водорослей. В интегральных спектрах
пероксидазы зеленых макрофитов проявляется меньше компонентов с широкой субстратной
специфичностью по сравнению с синезелеными водорослями. На примере зеленых водорослей
прослеживается сужение субстратной специфичности с усложнением организации организма. Эти
данные свидетельствуют об эволюционной значимости МФ ферментов и позволяют рассматривать их
как одно из звеньев в биохимических механизмах адаптации.
К л ю ч е в ы е с л о в а : зеленые водоросли, пероксидаза, бензидин, пирогаллол, пиро-
катехин, гваякол, молекулярные формы фермента.
Введение
Пероксидаза (КФ 1.11.7; оксидоредуктаза) – полифункциональный
фермент, широко распространенный в живых организмах и представленный
большим количеством изоформ (молекулярных форм, МФ). Пероксидаза (П)
играет важную роль в обеспечении клетки энергией, катализируя окисление
различных субстратов перекисью водорода. Все МФ пероксидазы строго
специфичны в отношении акцептора электронов (Н2О2), тогда как донором
электронов в реакции, катализируемой пероксидазой могут быть амины,
полифенолы, жирные кислоты, некоторые гетероциклические соединения, в
частности индол, аскорбиновая кислота, НАДФН2 (Ейнор та ін., 1964; Петроченко,
Колесников, 1976; Саундерс, 1978, Mehlorn et al., 1996; Overneeu et al., 1998;
Shigeoka et al., 2002). Поскольку многие из субстратов, окисляемых П, в высоких
концентрациях токсичны для организма, пероксидазный механизм обеспечивает
комплексную элиминацию сразу двух групп токсических продуктов – пероксидов
и окисляемых субстратов (Гусев, Гохлеренер, 1980).
По-видимому, пероксидаза − один из древнейших белков, и с этим
связаны его широкое распространение, полифункциональность, разнообразие и
© Н.Д. Тупик, Е.К. Золотарева, 2008
Н.Д. Тупик, Е.К. Золотарева
124
специфичность молекулярных форм. Повышенный интерес к П в последнее
десятилетие способствовал расширению представления о локализации и функциях
аскорбатпероксидазы у водорослей (Takeda et al., 1997, 1998; Shigeoka et al., 2002).
Синтез некоторых МФ пероксидазы de novo индуцируется в результате действия
различных экологических факторов, поэтому появление новых молекулярных форм
этого фермента рассматривается как маркер стрессового состояния организма.
Цель работы – сравнительное изучение субстратной специфичности моле-
кулярных форм пероксидазы зелёных водорослей в зависимости от их система-
тической принадлежности.
Материалы и методы
Материалом для исследования служили альгологически чистые культуры
зелёных водорослей. Chlorella vulgaris Bejer, штаммы ПГ и № 19, выращивали на
минеральной и органо-минеральной средах (Владимирова, Семененко, 1962),
Ankistrodesmus braunii Brunnth – на среде Г.М. Паламарь-Мордвинцевой (Паламар-
Мордвинцева, 1969). Водоросли выращивали в стерильных условиях в конических
колбах, освещая их 8-9 ч в сутки лампами белого света ЛБ-40 (интенсивность
освещения 2,5 тыс. лк), при температуре 22-26 оС. Суспензию водорослей
периодически продували СО2. Водоросли многократно промывали свежеперег-
нанной дистиллированной водой для удаления взвешенных микроорганизмов.
Получаемую биомассу подвергали микробиологическому контролю для учета
количества оставшихся прикрепленных бактерий. Использовали метод высева на
твердые среды (Родина, 1965). Количество микроорганизмов в собранной био-
массе находилось в пределах 0,2-1,3 % сухой биомассы, что исключало погреш-
ность результатов биохимических анализов. Повторность опытов трёхкратная.
Пероксидазную активность определяли после электрофоретического
фракционирования белков в полиакриламидном геле (ПААГ), используя в
качестве субстрата бензидин, пирогаллол, пирокатехин и гваякол. У красных и
синезеленых водорослей количество МФ пероксидазы с различной субстратной
специфичностью зависит от систематического положения организма и умень-
шается в ходе эволюционного развития таксона (Тупик, Лось, 1978).
В данной работе проведено сравнительное изучение гетерогенности
пероксидазы, субстратной специфичности ее МФ у представителей зелёных водо-
рослей в зависимости от их систематической принадлежности. Изучали также
зелёные водоросли (макрофиты), собранные на побережье Черного моря в районе
г. Севастополя и Кара-Дага в течение трех вегетационных периодов. Были
исследованы представители отдела Chorophyta из класса Ulotrichaceae, порядка
Ulvales, семейства Ulvaceae, рода Enteromorpha – E. intestinalis (L.) Linn.,
E. lactivirens (Huds.) Kütz., рода Ulva Link. – U. rigida Ag., порядка Siphonocladales,
семейства Cladophоraceae, рода Cladophora Kütz. – C. albida (Huds.) Kütz.
Изоферментный спектр пероксидазы
125
Собранные водоросли промывали водой, замораживали в морозильной
камере при температуре -4 оС и в таком состоянии транспортировали. Количество
белка для электрофоретического разделения определяли по методу Лоури (Lowry,
1951). Белок экстрагировали трис-глициновым буфером (рН 8,3) на холоде и с
защитными добавками (аскорбиновая кислота и трилон Б). Экстрагировали
ферменты методами, которые позволяли последовательно переводить в раствор
сначала только растворивые белки (измельченные водоросли экстрагировали в
течение 1 ч), а затем белки, связанные со структурными компонентами мембран.
Для экстракции связанных белков к экстрагенту (после 5-6-кратной промывки
буфером от растворимых белков) добавляли 1 % тритон Х-100 в течение 20 ч.
Изозимы П микроводорослей определяли с тритоном, не разделяя их на свободные
и структурносвязанные. При сравнительном анализе изозимов зеленых микро- и
макрофитов использовали одинаковый способ экстракции белка.
Для характеристики молекулярных форм П применяли метод электро-
фореза в полиакриламидном геле по схеме, описной ранее (Тупик, Лось, 1978).
Для исследования субстратной специфичности фермента использовали метод
Мачко и Новацкого (Macko, Novacky, 1966). Контролем служили образцы,
которые находились в инкубационной среде без субстрата.
Результаты и обсуждение
При сравнительных исследованиях линий, сортов, экотипов и видов для
проявления молекулярных форм ферментов используют различные субстраты.
Наличие субстратной избирательности свидетельствует о различных свойствах
изоферментов и полнее характеризует специфику ферментативных форм иссле-
дуемого таксона.
В настоящей работе пероксидазную активность определяли, используя в
качестве субстрата бензидин, пирогаллол, пирокатехин и гваякол. Установлена
разная способность молекулярных форм к окислению этих соединений.
Молекулярные формы культуры Ch.vulgaris шт. № 19 проявляют широкую
субстратную специфичность (табл. 1). Выявлены молекулярные формы П с
относительной электрофоретической подвижностью (ОЭП) 0,22-0,24; 0,25-0,26;
0,30-0,31; 0,36-0,37; 0,43-0,44, способные к окислению трех субстратов (пиро-
галлола, пирокатехина и гваякола), и молекулярные формы с ОЭП 0,11-0,13,
способные окислять все изученные субстраты. Молекулярные формы П с ОЭП
0,06-0,08 проявляли окислительную активность по отношению к пирогаллолу и
пирокатехину. При использовании в качестве субстрата бензидина или гваякола
данный изозим не выявлялся. Молекулярная форма с ОЭП 0,50-0,52 окисляла
только один субстрат – гваякол.
В спектре изоформ П Ch. vulgaris шт. ПГ отмечены незначительные
отличия субстратной специфичности МФ по сравнении с МФ П Ch. vulgaris
Н.Д. Тупик, Е.К. Золотарева
126
шт. № 19. Способность к окислению бензидина проявили МФ с ОЭП 0,50-0,52
и МФ ОЭП 0,06-0,08, не активные в пероксидазной реакции с этим субстратом у
Ch. vulgaris шт. № 19.
Каталитическая активность изозимов П Ankistrodesmus braunii в реакциях
окисления изученных субстратов заметно отличалась от активности молекулярной
формы П Ch. vulgaris. Так, молекулярная форма с ОЭП 0,40, не проявляющаяся в
ЭФ спектрах П Ch. vulgaris, катализировала окисление бензидина, пирагаллола и
гваякола, а МФ с ОЭП 0,25-0,26 оказалась активна только в реакции окисления
пирокатехина. Молекулярная форма с ОЭП 0,16-0,18 катализировала окисление
пирогаллола и пирокатехина, а с ОЭП 0,50-0,52 была активна ещё и с гваяколом.
Молекулярная форма с ОЭП 0,06-0,08; 0,30-0,31 катализировала окисление бензи-
дина и пирогалолла. Молекулярная форма с ОЭП 0,11-0,13 П A. braunii
активировала окисление только пирогаллола, также как и П Ch. vulgaris шт. ПГ.
Максимальное количество молекулярных форм П у исследованных
протококковых водорослей выявлялось при использовании в качестве субстрата
пирогаллола (7-8 МФ), меньшее число форм (4-7 МФ) проявлялось при исполь-
зовании в качестве субстрата пирокатехина и гваякола. Только 2-3 МФ у этих
объектов проявили способность катализировать окисление бензидина. Изозимные
спектры П различных штаммов были практически одинаковы при использовании
всех изученных субстратов в качестве донора электронов. Сравнивая
электрофореграммы П протококковых водорослей (см. табл. 1) и макроводорослей
(табл. 2), необходимо отметить широкую субстратную специфичность МФ П
одноклеточных водорослей.
В табл. 2 приведены данные о субстратной специфичности и количестве
молекулярных форм П морских зелёных макроводорослей (порядок Ulvales –
U. rigida, Enteromorpha intestinalis, E. lactivirens, порядок Siphonocladales – Clado-
phora albida).
У ульвы молекулярные формы с ОЭП 0,16-0,18; 0,22-0,24; 0,60-0,62; 0,82-
0,84 проявляются независимо от субстрата, т.е. обладают широкой субстратной
специфичностью. В то же время, молекулярные формы П ульвы с ОЭП 0,32-0,34 и
0,68-0,70 активны только в реакции окисления пирокатехина, а с ОЭП 0,42-0,44 –
только пирогаллола. П активность видов порядка Ulvales (субстрат пирогаллол)
проявлялась у 3-5 МФ, являющихся, судя по низкой ЭФ подвижности в геле (см.
табл. 2), высокомолекулярными формами фермента. Некоторые из них, например
молекулярные формы с ОЭП 0,16-0,18 и 0,22-0,24, проявляли активность во всех
изученных образцах водорослей, включая собранные в разные годы, независимо от
места произрастания, а следовательно, и от чистоты воды местообитания.
Зоны ОЭП 0,06-0,08 и 0,42-0,44 также характерны для П всех трёх видов
порядка Ulvales, но их появление зависело от периода сбора. У U. rigida, в отличие
от двух других исследованных видов этого порядка (E. intestinalis и E. lactivirens),
кроме указанных малоподвижных молекулярных форм П выявлены еще две МФ,
способные активно мигрировать в геле в направлении к аноду (ОЭП 0,60-0,62 и
0,82-0,84).
Изоферментный спектр пероксидазы
127
Т а б л и ц а 1 . Изоферментные спектры пероксидазы протококковых водорослей
Chlorella vulgaris Beijer
шт. 19
Ch. vulgaris Beijer
шт. ПГ
Ankistrodesmus braunii
Brunnth.
Относительная
электрофоретичес-
кая подвижность
(ОЭП)
Бе
нз
ид
ин
П
ир
ог
ал
ло
л
П
ир
ок
ат
ех
ин
Гв
ая
ко
л
Бе
нз
ид
ин
П
ир
ог
ал
ло
л
П
ир
ок
ат
ех
ин
Гв
ая
ко
л
Бе
нз
ид
ин
П
ир
ог
ал
ло
л
П
ир
ок
ат
ех
ин
Гв
ая
ко
л
0,06-0,08
0,11-0,13
0,16-0,18
0,22-0,24
0,25-0,26
0,30-0,31
0,36-0,37
0,40-0,42
0,43-0,44
0,50-0,52
Т а б л и ц а 2 . Изоферментные спектры пероксидазы зеленых макрофитов
Ulva rigida Ag.
Enteromorpha
intestinalis (L.) Link.
E. lactivirens
(Huds.) Kütz.
Cladophora albida
(Huds.) Kütz.
ОЭП
Бе
нз
ид
ин
П
ир
ог
ал
ло
л
П
ир
ок
ат
ех
ин
Бе
нз
ид
ин
П
ир
ог
ал
ло
л
П
ир
ок
ат
ех
ин
Бе
нз
ид
ин
П
ир
ог
ал
ло
л
П
ир
ок
ат
ех
ин
Бе
нз
ид
ин
П
ир
ог
ал
ло
л
П
ир
ок
ат
ех
ин
0,06-0,08
0,16-0,18
0,22-0,24
0,32-0,34
0,42-0,44
0,60-0,62
0,68-0,70
0,82-0,84
Н.Д. Тупик, Е.К. Золотарева
128
Независимо от сроков отбора проб и места произрастания C. albida,
обнаружены молекулярные формы П с ОЭП 0,06-0,08; 0,16-0,18 и 0,22-0,24, харак-
терные также для U. rigida.
В целом П видов рода Ulva отличаются от П видов рода Cladophora
наличием более подвижных МФ (0,68-0,70 и 0,82-0,84).
При использовании бензидина в качестве субстрата изозимные спектры П
изученных зелёных макрофитов весьма похожи на спектры, полученные при
окислении пирогаллола. Обнаружены и характерные молекулярные формы П. Так,
узкую субстратную специфичность в отношении бензидина имеет молекулярная
форма П с ОЭП 0,42-0,44 у Cl. albida и 0,32-0,34 – у E. intestinalis.
Использование в качестве субстрата пирокатехина позволило выявить у
морских зелёных водорослей от 4 до 7 изоформ П в основном малой и средней
подвижности. Такое же количество молекулярных форм П (4-7) обнаружено при
окислении пирокатехина у всех изученных видов водорослей (и одноклеточных, и
многоклеточных), т.е. эту активность П нельзя связывать с видовой принад-
лежностью организма.
Обнаружены зоны П активности, постоянно встречающиеся в изоэнзим-
ных спектрах П всех исследованных водорослей (молекулярная форма с ОЭП 0,06-
0,08 и 0,22-0,24), малоизменчивые (с ОЭП 0,42-0,44) и изменчивые (с ОЭП 0,16-
0,18 и 0,60-0,62).
Для зелёных, как и для других отделов водорослей, характерна разная
локализация фермента. П существует в растворимом состоянии и в состоянии
разной прочности связывания с компонентами мембран. Этот вывод основывается
на экспериментах (табл. 3) по последовательному экстрагированию П разными
способами, в результате чего сначала в раствор переходят только растворимые
белки, а затем белки, погруженные в мембрану.
Последовательное фракционирование фермента позволило обнаружить
интересные закономерности. Оказывается, одну и ту же форму П можно об-
наружить среди растворимых и структурно связанных белков. Иногда конкретная
МФ проявляется только в одном из состояний – растворимом или связанном (см.
табл. 3). Например, у исследованных макрофитов, независимо от того, когда и где
были собраны водоросли (см. Материалы и методы), молекулярные формы П с
ОЭП 0,06-0,08 и 0,22-0,24 активны в реакции окисления пирокатехина как в
растворимом, так и в структурносвязанном состоянии. Молекулярные формы с
большой ЭФ подвижностью (ОЭП 0,68-0,70 и 0,82-0,84) характерны для раство-
римого и мембраносвязанного состояния П U. rigida.
В большинстве случаев растворимая и структурносвязанная формы П с
одинаковой субстратной специфичностью имели одинаковую ЭФ подвижность. В
начале вегетационного периода пероксидазные зоны в зимограммах П морских
зеленых водорослей представлены функционально более активными рабство-
римыми формами, тогда как в конце лета превалировали структурно-связанные
формы фермента. Такая же зависимость отмечена при изучении изоферментного
состава П других отделов водорослей (Судьїна та ін., 2007).
Изоферментный спектр пероксидазы
129
Т а б л и ц а 3 . Изоферментные спектры пероксидазы зеленых микро и макрорфитов
П р и м е ч а н и е : 1, 2 – соответственно растворимые и структурносвязанные формы фермента.
Бензидин Пирогаллол Пирокатехин
U
lv
a
rig
id
a
A
g.
En
te
ro
m
or
ph
a
in
te
sti
na
lis
(L
.)
Li
nk
.
E.
la
ct
iv
ire
ns
(H
ud
s.)
K
üt
z.
C
la
do
ph
or
a
al
bi
da
(H
ud
s.)
K
üt
z.
C
.l
in
ip
ho
rm
is
K
üt
z.
Br
yo
ps
is
p
lu
m
os
a
(H
ud
s.)
A
g.
U
lv
a
rig
id
a
En
te
ro
m
or
ph
a
in
te
sti
na
lis
E.
la
ct
iv
ire
ns
.
C
la
do
ph
or
a
al
bi
da
U
lv
a
rig
id
a
En
te
ro
m
or
ph
a
in
te
sti
na
lis
E.
la
ct
iv
ire
ns
C
la
do
ph
or
a
al
bi
da
ОЭП
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
0,06-
0,08
0,16-
0,18
0,22-
0,24
0,32-
0,34
0,40-
0,42
0,43-
0,44
0,60-
0,62
0,68-
0,70
0,82-
0,84
Н.Д. Тупик, Е.К. Золотарева
130
Т а б л и ц а 4 . Изоферментные спектры пероскидазы зеленых морских водорослей
Бензидин Пирогаллол Пирокатехин Гваякол
C
hl
or
el
la
v
ul
ga
ri
sB
ei
je
r
C
hl
or
el
la
v
ul
ga
ri
s
C
hl
or
el
la
v
ul
ga
ri
s
C
hl
or
el
la
v
ul
ga
ri
s
ОЭП
ш
т.
19
ш
т.
П
Г
An
ki
st
ro
de
sm
us
b
ra
un
ii
(B
ru
nn
th
)
U
lv
a
rig
id
a
A
g.
En
te
ro
m
or
ph
a
in
te
st
in
al
is
(L
.)
Li
nk
.
E.
la
ct
iv
ire
ns
(H
ud
s.)
K
üt
z.
C
la
do
ph
or
a
al
bi
da
(H
ud
s.)
K
üt
z.
ш
т.
19
ш
т.
П
Г
An
ki
st
ro
de
sm
us
b
ra
un
ii
U
lv
a
rig
id
a
En
te
ro
m
or
ph
a
in
te
st
in
al
is
E.
la
ct
iv
ire
ns
.
C
la
do
ph
or
a
al
bi
da
ш
т.
19
ш
т.
П
Г
An
ki
st
ro
de
sm
us
b
ra
un
ii
U
lv
a
rig
id
a
En
te
ro
m
or
ph
a
in
te
st
in
al
is
E.
la
ct
iv
ire
ns
C
la
do
ph
or
a
al
bi
da
ш
т.
19
ш
т.
П
Г
An
ki
st
ro
de
sm
us
b
ra
un
ii
0,06-
0,08
0,11-
0,13
0,16-
0,18
0,22-
0,24
0,30-
0,31
0,32-
0,34
0,36-
0,37
0,40-
0,42
0,43-
0,44
0,50-
0,52
0,60-
0,62
0,68-
0,70
0,82-
0,84
Изоферментный спектр пероксидазы
131
В гомогенате макрофитовых форм зеленых водорослей выявляется
меньшее количество молекулярных форм П, чем в экстрактах микрофитов. Так,
при использовании в качестве субстрата пирогаллола количество компонентов в
вероятностных спектрах П протококковых водорослей варьировало от 7 до 8, а у
морских макрофитов – от 3 до 5. Определенный интерес представляет сравнение
субстратспецифических П разных водорослей (табл. 4). У всех исследованных
видов субстратную специфичность к пирогаллолу проявляют молекулярные
формы П с ОЭП 0,16-0,18; 0,22-0,24 и у шести из семи исследованных видов (ОЭП
0,06-0,08); у четырех видов – к бензидину (ОЭП 0,16-0,18).
В то же время, определены молекулярные формы, способные участвовать
в окислении только данного субстрата у одного объекта (см. табл. 4). Следо-
вательно, у зелёных водорослей (как и у изученных нами ранее синезелёных,
бурых и красных водорослей) установлены молекулярные формы П с узкой и
широкой специфичностью. Среди зелёных водорослей максимальное количество
МФ, а также форм с широкой субстратной специфичностью имеют протококковые
водоросли (7-8), в отличие от более продвинутых многоклеточных водорослей
(3-5 МФ).
В интегральных спектрах П зеленых макрофитов (как и изученных ранее
красных и бурых водорослей) проявляется меньше компонентов с широкой
субстратной специфичностью по сравнению с синезелеными водорослями (Тупик,
Вознесенська, 1987, Тупик, Золотарьова, 2006).
Заключение
Ранее при изучении синезеленых водорослей (Тупик, Лось, 1978) были
также обнаружены множественные формы П с разной субстратной специфич-
ностью. Причем большее количество (5-10) МФ с широкой субстратной специ-
фичностью найдено у хроококковых водорослей по сравнению с гормогониевыми
(1-3). Эта особенность П синезеленых водорослей, вероятно, связана с легкой
приспосабливаемостью этих видов к условиям произрастания и с древностью их
происхождения.
Результаты данной работы свидетельствуют о том, что с усложнением
организации зеленых водорослей субстратная специфичность их П сужается.
Формирование набора молекулярных форм П с разным сродством к субстратам
можно рассматривать как генетически детерминированную реакцию организма на
изменяющиеся условия существования. Данные исследований свидетельствуют об
эволюционной значимости МФ ферментов и позволяют считать их важным звеном
в механизмах адаптации водорослей.
Н.Д. Тупик, Е.К. Золотарева
132
Благодарности
Выражаем искреннюю благодарность сотрудникам отдела фитобентоса и
культивирорвания водорослей ИнБЮМ НАН Украины за содействие при определении
видового состава водорослей.
N.D. Tupik, E.K. Zolotareva
N.G. Kholodny Institute of Botany, National Academy of Sciences of Ukraine,
2, Tereshсhenkovskayavska Str., 01001 Kiev, Ukraine
ISOENSYME SPECTRUM OF CHLOROPHYTA PEROXIDASE
The aim of the work was a comparative study of substrate specificity of molecular forms (MF) of
green alga peroxidase depending on their systematic position, ecological conditions, of place and period of
vegetation. Peroxidase activity was determined after the electrophoretic separation of proteins in PAAG, using
benzidine, pyrogallol, pyrocatechol and guaiacol as substrata. Plural MFs of peroxidase both with wide
substrate specificity and with expressed affinity only to one substrata were found in green alga. The greater
number of MFs with wide substrate specificity was detected in unicellular green alga than it was found in more
evolutional advanced multicellular green alga. The number of MFs of peroxidase in the integral spectra of
green macrophytes, as well as early studied red and brown alga, was lesser than in blue-green alga. It was
concluded that substrate specificity of peroxidase in green alga as well as in blue-green and red alga is
narrowed with complication of their organization. The data are evidenced of evolutional importance of
enzymatic MFs diversity and allow to consider them as one of units in the biochemical mechanisms of
adaptation.
K e y w o r d s : green alga, peroxidase, benzidine, pyrogallol, pyrocatechol, guaiacol, molecular
forms.
Владимирова М.Г., Семененко В.Е. Интенсивная культура одноклеточных водорослей. – М.: Изд-во АН
СССР, 1962. – 58 с.
Гусев М.В., Гохлернер Г.Б. Свободный кислород и эволюция клетки. – М.: Изд-во МГУ, 1980. – 320 с.
Ейнор Л.О., Тупик Н.Д., Колесников П.О. Пероксидаза хлорелли // Доп. АН УРСР. – 1964. – 2. – С. 238-
241.
Паламар-Мордвинцева Г.М. Потреба анкістродесма Брауна (Ankistrodesmus braunii Brunth) у залізі //
Укр. бот. журн. – 1969. – 25, № 1. – С. 21-28.
Петроченко Е.И., Колесников П.А. Окисление НАДН2 субклеточными фракциями с участием перокси-
дазы и молекулярного кислорода // Биохимия. – 1976. – 31, вып. 6. – С. 1117-1120.
Родина А.Г. Методы водной микробиологии. – М.: Наука, 1965. – 362 с.
Саундерс Б.К. Пероксидазы и каталазы // Неорганическая биохимия. – М.: Мир, 1978. – С. 434-470.
Судьїна О.Г., Шнюкова Є.І., Мушак П.О. та ін. Біохімія червоних водоростей. – К., 2007. – 320 с.
Тупик Н.Д., Золотарьова О.К. Субстратна специфічність пероксидази різних відділів водоростей // Мат.
ХІІ з’їзду Укр. бот. тов-ва. – Одеса, 2006. – С. 506.
Изоферментный спектр пероксидазы
133
Тупик Н.Д., Вознесенська А.В. Особливості пероксидази різних відділів водоростей // V Укр. біохім.
з’їзд. – К., 1987. – Ч. 2. – С. 270.
Тупик Н.Д., Вознесенська А.В. Множинні МФ дегідрогеназ зелених водоростей // Укр. бот. журн. –
1989. – 46, № 5. – С. 72-76.
Тупик Н.Д., Лось С.І. Ізоферменти пероксидази синьозелених водоростей // Там же. – 1978. – 35, № 2. –
С. 158-165.
Lowry O.H., Rosebrough N.I., Farr A.L., Randale R.I. Protein mesurement with the Folin phenol reagent //
J. Biol. Chem. – 1951. – N 193. – P. 265-275.
Macko V., Novacky A. Contribution to the study of plant peroxidase isozymes by means of disk electrophoresis
on acrylamyde gel // Biologia. – 1966. – 21, N 2. – P. 128-132.
Mehlhorn H., Lelandias M., Korth H.G., Fayer C.H. Ascorbate is the natural substrate for plant peroxidases //
FEBS Lett. – 1996. – 378, N 3. – P. 2034-2036.
Overney S., Togniolli M., Simon P., Greppin H., Penel C. Peroxidases and hydrogen peroxidase: Where, when,
why? // Dull. Soc. Roy. Sci. Liege. – 1998. – 67, N 3/4. – P. 89-98.
Shigeoka S., Ishikawa T., Tamoi M. Regulation and function of ascorbate peroxidase isoenzymes // J. Exp. Bot.
– 2002. – 53, N 372. – P. 1305-1319.
Takeda T., Ishikawa T., Shigeoka S. Metabolism of hydrogen peroxidase by the scavenging system in
Chlamydomonas reinhardtii // Physiol. Plant. – 1997. – 99. – P. 49-55.
Takeda T., Yoshimura K., Ishikawa T., Shigeoka S. Puriphication and characterization of ascorbate peroxidase
in Chlorella vulgaris // Biochimie. – 1998. – 80. – P. 295-301.
Получена 26.06.07
Подписала в печать Л.И. Мусатенко
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5430 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-8540 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-27T10:03:10Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Тупик, Н.Д. Золотарева, Е.К. 2010-01-19T17:35:08Z 2010-01-19T17:35:08Z 2008 Изоферментный спектр пероксидазы Chlorophyta / Н.Д. Тупик, Е.К. Золотарева // Альгология. — 2008. — Т. 18, № 2. — С. 123-133. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 0868-8540 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5430 577.152.1: 582.263 Показано, что пероксидаза зеленых водорослей (Chlorophyta) представлена множественными молекулярными формами (МФ) как с широкой субстратной специфичностью, так и с четко выраженным сродством только к одному субстрату. У протококковых зеленых водорослей выявлено бόльшее число МФ с широкой субстратной специфичностью, чем у более продвинутых в эволюционном отношении многоклеточных зеленых водорослей. В интегральных спектрах пероксидазы зеленых макрофитов проявляется меньше компонентов с широкой субстратной специфичностью по сравнению с синезелеными водорослями. На примере зеленых водорослей прослеживается сужение субстратной специфичности с усложнением организации организма. Эти данные свидетельствуют об эволюционной значимости МФ ферментов и позволяют рассматривать их как одно из звеньев в биохимических механизмах адаптации. Показано, що пероксидаза зелених водоростей (Chlorophyta) представлена багатьма молекулярними формами (МФ) як з широкою субстратною специфічністю, так і з чітко вираженою спорідненістю тільки з одним субстратом. У протококкових зелених водоростей виявлено більше число МФ з широкою субстратною специфічністю, ніж у більш просунутих в еволюційному відношенні багатоклітинних зелених водоростей. В інтегральних спектрах пероксидази зелених макролітів проявляється менше компонентів з широкою субстратною специфічністю порівняно з синьозеленими водоростями. На прикладі зелених водоростей простежується звуження субстратної специфічності з ускладненням організації організму. Ці дані свідчать про еволюційну значимість МФ ферментів і дозволяють розглядати їх як один з ланцюжків в біохімічних механізмах адаптації. The aim of the work was a comparative study of substrate specificity of molecular forms (MF) of green alga peroxidase depending on their systematic position, ecological conditions, of place and period of vegetation. Peroxidase activity was determined after the electrophoretic separation of proteins in PAAG, using benzidine, pyrogallol, pyrocatechol and guaiacol as substrata. Plural MFs of peroxidase both with wide substrate specificity and with expressed affinity only to one substrata were found in green alga. The greater number of MFs with wide substrate specificity was detected in unicellular green alga than it was found in more evolutional advanced multicellular green alga. The number of MFs of peroxidase in the integral spectra of green macrophytes, as well as early studied red and brown alga, was lesser than in blue-green alga. It was concluded that substrate specificity of peroxidase in green alga as well as in blue-green and red alga is narrowed with complication of their organization. The data are evidenced of evolutional importance of enzymatic MFs diversity and allow to consider them as one of units in the biochemical mechanisms of adaptation. ru Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України Физиология, биохимия, биофизика Изоферментный спектр пероксидазы Chlorophyta Ізоферментний спектр пероксидази Chlorophyta Isoensyme spectrum of chlorophyta Peroxidase Article published earlier |
| spellingShingle | Изоферментный спектр пероксидазы Chlorophyta Тупик, Н.Д. Золотарева, Е.К. Физиология, биохимия, биофизика |
| title | Изоферментный спектр пероксидазы Chlorophyta |
| title_alt | Ізоферментний спектр пероксидази Chlorophyta Isoensyme spectrum of chlorophyta Peroxidase |
| title_full | Изоферментный спектр пероксидазы Chlorophyta |
| title_fullStr | Изоферментный спектр пероксидазы Chlorophyta |
| title_full_unstemmed | Изоферментный спектр пероксидазы Chlorophyta |
| title_short | Изоферментный спектр пероксидазы Chlorophyta |
| title_sort | изоферментный спектр пероксидазы chlorophyta |
| topic | Физиология, биохимия, биофизика |
| topic_facet | Физиология, биохимия, биофизика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5430 |
| work_keys_str_mv | AT tupiknd izofermentnyispektrperoksidazychlorophyta AT zolotarevaek izofermentnyispektrperoksidazychlorophyta AT tupiknd ízofermentniispektrperoksidazichlorophyta AT zolotarevaek ízofermentniispektrperoksidazichlorophyta AT tupiknd isoensymespectrumofchlorophytaperoxidase AT zolotarevaek isoensymespectrumofchlorophytaperoxidase |