Регуляция активности каталазы в колеоптилях пшеницы: возможная роль ионов Са2+ и кальмодулина

Abstract

Изучали особенности влияния ионов Са2+ на активность каталазы колеоптилей пшеницы при физиологически нормальной температуре и после теплового стресса (43°С, 10 мин). 5 мМ раствор CaCl2 повышал активность каталазы при обработке им отрезков колеоптилей (in vivo) и не влиял на нее при добавлении к экстракту фермента (in vitro). Эффект CaCl2 in vivo частично угнетался ингибитором белкового синтеза циклогексимидом (ЦГ) и в значительной степени нивелировался блокатором кальциевых каналов CоCl2 и антагонистом кальмодулина (КМ) хлорпромазином. Активность каталазы также существенно снижалась при обработке колеоптилей хелатором Са2+ ЭДТА. Подобные эффекты Са2+ и его антагонистов проявлялись и после действия на колеоптили гипертермии. ЦГ и антагонисты Са2+ в значительной степени уменьшали эффект повышения теплоустойчивости колеоптилей, вызываемый экзогенным Са2+. Обсуждается роль Са2+ и КМ в регуляции активности каталазы колеоптилей пшеницы в связи с устойчивостью растительных тканей к гипертермии.

The features of Са2+ ions influence on the catalase activity of wheat coleoptiles at physiologically normal temperature and after heat stress (43°С, 10 minutes) have been studied. 5 mmole CaCl2 solu tion raised catalase activity at coleoptiles pieces treatment (in vivo) and did not influence at addition to an extract of enzyme (in vitro). Effect of CaCl2 in vivo partially oppressed with an inhibitor of protein synthesis (cycloheximide) and substantially levelled by the calcium channels blocker (CoCl2) and antagonist of calmodulin (chlorpromazine). Catalase activity also essentially decreased at treatment coleoptiles with the chelator of Са2+ (EDTA). Similar effects of Са2+ and its antagonists were shown as well after the action of hyperthermia on coleoptiles. Cycloheximide and Са2+ antago nists substantially reduced effect of the coleoptiles heat resistance increase, caused by exogenous Са2+. The role of Са2+ and calmodulin in the regulation of catalase activity of wheat coleoptiles in the connection with resistance of plant tissues to the hyperthermia is discussed.

Вивчали особливості впливу іонів Са2+ на активність каталази колеоптилів пшениці за фізіологічно нормальної температури і після теплового стресу (43°С, 10 хв). CaCl2 підвищував активність каталази при обробці ним відрізків колеоптилів (in vivo) і не впливав на неї при додаванні до екстракту ферменту (in vitro). Ефект CaCl2 in vivo частково пригнічувався інгібітором білкового синтезу циклогексимідом (ЦГ) і значною мірою нівелювався блокатором кальцієвих каналів СоCl2 і антагоністом кальмодуліну (КМ) хлорпромазином. Активність каталази також істотно знижувалася за обробки хелатором Са2+ ЕДТА. Подібні ефекти Са2+ та його антагоністів виявлялися і після дії на колеоптилі гіпертермії. ЦГ та антагоністи Са2+ значною мірою зменшували ефект підвищення теплостійкості колеоптилів, спричинюваний екзогенним кальцієм. Обговорюється роль Са2+ та КМ в регуляції активності каталази колеоптилів пшениці у зв’язку зі стійкістю рослинних тканин до гіпертермії.