Современные представления о действии ауксина. 1. история открытия, метаболизм, транспорт

Abstract

Джамеев В.Ю. Современные представления о действии ауксина. 1. история открытия, метаболизм, транспорт. Ауксин (индолил-3-уксусная кислота, ИУК) – один из ключевых классических фитогормонов с очень широким спектром физиологических эффектов. В первой части научной лекции описаны основные этапы открытия гормона. Подробно рассматривается синтез ауксина в растительных тканях, который осуществляется двумя различными путями: триптофанзависимым и триптофан-независимым. При этом в тканях растений обнаружены множественные пути образования ауксина из триптофана. Среди них рассматриваются механизмы, протекающие с образованием таких промежуточных метаболитов как индолил-3- ацетальдоксим, индолил-3-пируват и индолил-3-ацетамид. Индолил-3-пируватный путь в настоящее время считается основным механизмом синтеза гормона. Также получены экспериментальные доказательства функционирования триптофан-независимого пути синтеза ауксина, ключевым ферментом которого является цитоплазматическая индол-синтаза. Предполагается, что предшественником ауксина в триптофан-независимом пути может быть промежуточный метаболит биосинтеза триптофана между антраниловой кислотой и триптофаном. В статье описаны и способы инактивации ауксина путем образования конъюгированных форм и окисления. Приводится краткая характеристика ИУК-диоксигеназ, которые принадлежат к семейству 2-оксоглутарат-Fe(II)-оксигеназ и в настоящее время считаются основными каталитическими системами окисления ауксина. Обсуждаются механизмы и значение полярного и латерального транспорта ауксина. Приведена характеристика трансмембранных переносчиков ауксина, относящихся к семействам PIN/PIL, ABCB/PGP и AUX/LAX.

Dzhamieiev V.Y. Modern concepts of auxin’s action. 1. history of discovery, metabolism, transport. Auxin (indolyl-3-acetic acid, IAA) is one of the key classical phytohormones with a very wide range of physiological effects. The first part of the scientific lecture describes the main stages of discovery of the hormone. The main pathways of auxin synthesis in plant tissues, which is carried out in two different ways: tryptophan-dependent and tryptophan-independent, are considered in detail. At the same time, multiple pathways of the auxin formation from tryptophan have been found in plant tissues. Among them, the mechanisms that occur with the formation of such intermediate metabolites as indole-3-acetaldoxime, indole-3-pyruvate and indole-3-acetamide are considered. The indole-3- pyruvate pathway is currently considered the main mechanism of hormone synthesis. Experimental evidence has also been obtained for the functioning of the tryptophan-independent pathway of auxin synthesis, the key enzyme of which is cytoplasmic indole synthase. It is assumed that the precursor of auxin in the tryptophan-independent pathway may be some intermediate metabolite between anthranilic acid and tryptophan. The article also describes the routes of auxin inactivation through the formation of conjugated forms and oxidation. A brief characterization of IAA dioxygenases, belonging to the 2-oxoglutarate-Fe (II)-oxygenases family, which are currently considered the main catalytic systems for auxin oxidation, is presented. The mechanisms and significance of polar and lateral transport of auxin are discussed. The characteristics of transmembrane auxin transporters belonging to the families PIN/PIL, ABCB/PGP and AUX/LAX are given.

Джамєєв В.Ю. Сучасні уявлення про дію ауксину. 1. історія відкриття, метаболізм, транспорт. Ауксин (індоліл-3-оцтова кислота, ІОК) – один з ключових класичних фітогормонів з дуже широким спектром фізіологічної дії. У першій частині наукової лекції описані основні етапи відкриття гормону. Докладно розглядається синтез ауксину в рослинних тканинах, який здійснюється двома різними шляхами: триптофан-залежним і триптофан-незалежним. При цьому в тканинах рослин виявлені множинні шляхи утворення ауксину з триптофану. Серед них розглядаються механізми, що відбуваються з утворенням таких проміжних метаболітів як індол-3-ацетальдоксим, індоліл-3-піруват та індоліл-3-ацетамід. Індол-3-піруватний шлях нині вважається основним механізмом синтезу ауксину. Також отримані експериментальні докази функціонування триптофан-незалежного шляху синтезу ауксину, ключовим ферментом якого є цитоплазматична індол-синтаза. Вважається, що попередником ауксину в триптофаннезалежному шляху може бути проміжний метаболіт між антраніловою кислотою і триптофаном. У статті описані і способи інактивації ауксину шляхом утворення кон’югованих форм і окиснення. Наводиться коротка характеристика ІОК-діоксигеназ, які належать до сімейства 2-оксоглутарат-Fe(II)-оксигеназ і у даний час вважаються основною каталітичною системою окиснення ауксину. Обговорюються механізми і значення полярного і латерального транспорту ауксину. Наведено характеристику трансмембранних переносників ауксину, що належать до родин PIN/PIL, ABCB/PGP та AUX/LAX.