Влияние N-ацетилцистеинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина на функционирование митохондрий и устойчивость проростков гороха к дефициту воды.

Abstract

Исследовали возможность использования производного 3-гидроксипиридина N ацетилцистеинат-2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина (3-ГП) в качестве стресс-протектора растений. Работу проводили, используя модель «старения» митохондрий проростков гороха (Pisum sativum L.). Инкубация митохондрий в гипотонической среде активировала пероксидное окисление липидов (ПОЛ): интенсивность флуоресценции продуктов увеличивалась в 5 раз по сравнению с контролем. 3-ГП в концентрациях от 10-14 до 10-5 М снижал интенсивность флуоресценции продуктов ПОЛ почти до уровня контрольных значений. Дефицит воды, вызывающий ПОЛ, снижал максимальные скорости окисления НАД зависимых субстратов и сукцината, а также скорости транспорта электронов на конечном (цитохромоксидазном) участке дыхательной цепи. Кроме того, водный дефицит вызывал набухание митохондрий. Введение в среду инкубации митохондрий цитохрома с в концентрации 5 × 10-6 М или обработка семян и проростков гороха 3-ГП 10-13 М либо 10-6 М восстанавливали скорости переноса электронов на этом участке дыхательной цепи. 3-ГП, ингибируя ПОЛ, способствовал сохранению функционального состояния митохондрий, что отразилось на физиологических показателях: препарат уменьшал эффект угнетения роста проростков гороха в условиях дефицита воды.

In the present work, the possibility of using derivatives of 3-hydroxypyridine, in particular N acetylcysteinate 2-ethyl-6-methyl-3-hydroxypyridine (3-HP), as a regulator of plant growth and de velopment (PGR). The work was carried out on mitochondria of pea seedlings (Pisum sativum L.), cv. Alpha. The protective properties of the drug were studied using the model of «aging» of mito chondria. Incubation of mitochondria in hypotonic medium had activated the lipid peroxidation (LPO): fluorescence intensity of the products increased by 6 times compared to the control. 3-HP in concentrations from 10-14 to 10-6 M reduced the fluorescence intensity of LPO products almost for control values, which probably indicated the presence of anti-stress properties of the drug, the pres ence of which was studied using a water deficiency model. Water deficiency, triggering lipid pero x idation, leads to decreases the maximum oxidation rates of NAD-dependent substrates and succin ate, also the electron transport rates at the terminal stage (the cytochrome oxidase stage) of the mito chondrial respiratory chain. In addition, water deficiency causes mitochondrial swelling. The intro duction of 5 × 10-6 M cytochrome c into the incubation medium of mitochondria or the treatment of pea seeds and seedlings with 10-13 or 10-6 M 3-HP restored the electron transfer rates at this site of the respiratory chain. 3-HP, preventing lipid peroxidation, contributed to the preservation of the functional state of the mitochondria, which had an effect on the physiological parameters: the drug prevented a decrease in the growth rate of pea seedlings in water scarcity. On the basis of the o b tained data, it is assumed that 3-HP can be used as PGR in concentrations exhibiting an antioxidant effect.

Досліджували можливість використання похідного 3-гідроксипіридину N-ацетилцистеїнат-2-етил-6-метил-3- гідроксипіридину (3-ГП) як стрес-протектора рослин. Роботу проводили, використовуючи модель «старіння» мітохондрій проростків гороху (Pisum sativum L.). Інкубація мітохондрій в гіпотонічному середовищі активувала пероксидне окиснення ліпідів (ПОЛ): інтенсивність флуоресценції продуктів збільшувалася в 6 разів порівняно з контролем. 3-ГП в концентраціях від 10-14 до 10-5 М знижував інтенсивність флуоресценції продуктів ПОЛ майже до рівня контрольних значень. Дефіцит води, що спричиняє ПОЛ, знижував максимальні швидкості окиснення НАД-залежних субстратів і сукцинату, а також швидкості транспорту електронів на кінцевій (цітохромоксидазній) ділянці дихального ланцюга. Крім того, водний дефіцит викликав набухання мітохондрій. Введення в середовище інкубації мітохондрій цитохрому с в концентрації 5 × 10-6 М або обробка насіння і проростків гороху 3-ГП 10-13 або 10-6 М відновлювали швидкості перенесення електронів на цій ділянці дихального ланцюга. 3-ГП, пригнічуючи ПОЛ, сприяв збереженню функціонального стану мітохондрій, що відбивалося на фізіологічних показниках: препарат зменшував ефект пригнічення росту проростків гороху в умовах дефіциту води.