научная статья по теме СЕМНАДЦАТЫЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ СИМПОЗИУМ ПО ЛИПИДАМ РАСТЕНИЙ (17–21 ИЮЛЯ 2006 Г., ИСТ-ЛАНСИНГ, МИЧИГАН, США) Биология

Текст научной статьи на тему «СЕМНАДЦАТЫЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ СИМПОЗИУМ ПО ЛИПИДАМ РАСТЕНИЙ (17–21 ИЮЛЯ 2006 Г., ИСТ-ЛАНСИНГ, МИЧИГАН, США)»

ХРОНИКА

915.5(047)

СЕМНАДЦАТЫЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ СИМПОЗИУМ ПО ЛИПИДАМ РАСТЕНИЙ (17-21 июля 2006 г., Ист-Лансинг, Мичиган, США)

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, 2007, том 54, № 5, с. 794-800

УДК 581.1:547.

На очередном, 17-м Симпозиуме по липидам растений, проведенном на базе Университета штата Мичиган и объединившим около 600 исследователей из 26 стран, было заслушано 79 пленарных и 105 стендовых сообщений. Среди этих исследователей 36% были из США, 45% - из Франции, Германии, Японии, Канады, Швеции и Великобритании, а из России были представлены только два доклада. Главным организатором этой встречи липидологов был известный американский ученый, проф. Christoph Benning, а ее цель состояла в подведении итогов изучения мо-лекулярно-биологических, биохимических, мембранных, функциональных и других сторон проблемы растительных липидов, а также в определении дальнейших перспектив работы в этих направлениях. Ниже приведены некоторые результаты исследований, отличавшиеся наибольшей важностью и новизной.

При рассмотрении методов анализа липидов было показано, что с помощью масс-спектромет-рии и ВЭЖХ можно было с высокой скоростью, селективностью и чувствительностью установить в растении арабидопсиса количественный состав ЖК-радикалов, полярных головных групп и остатков сахаров в липидах, а также определить содержание 168 видов сфинголипидов, играющих важную роль в наступлении апоптоза, и концентрацию главных фитогормонов (ауксинов, цито-кининов, АБК и ГК) и оксилипиновых метаболитов, включая жасмоновую, 12-кето-фитодиеновую и 13-оксиоктадекатриеновую кислоты (X. Wang, США; J.E. Markham, США). Сопоставление между собой различных методов экстракции липидов из фотосинтетических тканей показало, что смесь

Сокращения: АПБ - ацил-переносящий белок; АТ - ацил-трансфераза; г-3-ф - зи-глицеро-3-фосфат; ДАГ - диацил-глицерины; ДГДГ - дигалактозил-ДАГ; КАС - 3-кетоацил-АПБ-синтетаза; ЛПБ - липид-переносящий белок; МГДГ -моногалактозил-ДАГ; ПНЖК - полиненасыщенные ЖК; ТАГ - триацилглицерины; УДФ - уридиндифосфат; ФГ -фосфатидилглицерины; ФИ - фосфатидилинозиты; ФК -фосфатидные кислоты; ФЛ - фосфолипиды; ФХ - фосфа-тидилхолины; ФЭ - фосфатидилэтаноламины; ЦТФ - цити-динтрифосфат; ЭР - эндоплазматический ретикулум. Адрес для корреспонденции: Верещагин Андрей Глебович. 127276 Москва, Ботаническая ул., 35. Институт физиологии растений РАН.

хлороформа с метанолом давала при этом лучшие результаты, чем этанол или смесь изопропа-нола с гексаном (I. Witkowska, Голландия).

В лаборатории В. Nikolau (США) исследовали механизм биосинтеза ЖК в растении арабидопсиса. Было показано, что в цитозоле единственным источником их предшественника, ацетил-КоА, служила реакция между цитратом и КоА, которая катализировалась АТФ-цитрат-лиазой, кодируемой пятью генами. Затем ацетил-КоА превращался в малонил-КоА под действием гомомерной ацетил-КоА-карбоксилазы, кодируемой двумя генами. Кроме того, в присутствии ацетоацетил-КоА-тиолазы ацетил-КоА конденсировался с образованием ацетоацетил-КоА, который служил предшественником мевалоната и изопреноидов, а также запасного полимера - полиоксибутирата. Одной из субъединиц ацетил-КоА-карбоксилазы был биотин-карбоксил-переносящий белок, кодируемый двумя генами; разрушение одного из них вызывало гибель зародыша.

Биосинтез самого биотина осуществлялся в митохондриях, и его подавление уже через 7-10 суток приводило к прекращению роста растений. Торможение активности следующего фермента цепи биосинтеза ЖК, 3-кетоацил-АПБ (ацил-переносящий белок)-синтетазы (КАС), катализировавшей превращение С16:0-АПБ в С18:0-АПБ, также вызывало гибель зародышей арабидопсиса (J. Shanklin, США), а в работах, направленных на снижение уровня пальмитата и повышение содержания олеата в масле пальмы Elaeis guineensis, ген КАС выделяли из мезокарпа, ядра и проростков этого растения (U.S. Ramli, Малайзия). При этом из мезокарпа пальмы E. oleifera, вдвое превосходившей E. guineensis по содержанию олеата, получили ген олеоил-АПБ-тиоэстеразы (F.H. Shah, Малайзия). Кроме того, КАС катализировала удлинение остатков 2-метил-С3:0-кислоты и других разветвленных кислот в эфирах глюкозы, которые выделялись трихомами растений сем. Solanaceae и играли в них защитную роль (S. Slo-combe, Великобритания). В растении арабидопсиса активность карбоксил-КоА-лигаз была необходима для созревания и прорастания семян и для получения жизнеспособной пыльцы (J. Browse, США). В то же время, у цианобактерий и дрожжей транспорт ЖК через мембраны был абсо-

лютно независим от активности ацил-КоА-синте-тазы (M. Fulda, Германия).

При иследовании десатураз ЖК из гриба ве-шенки (Pleurotus ostreatus) клонировали ген паль-митоил-КоА-А9-десатуразы, образующей паль-митолеиновую (А9-С16:1) кислоту, весьма важную для питания человека (D.F. Hildebrand, США), а у высокостеаринового мутанта подсолнечника наблюдали корреляцию между активностью стеа-роил-АПБ-А9-десатуразы и уровнем стеарата в семенах (R. Garces, Испания). Повышенное содержание С02 в атмосфере приводило к снижению образования транс-А3-С16 i-кислоты из пальмита-та и общей концентрации липидов в листьях ара-бидопсиса. При выведении линии подсолнечника, у которой ЖК-состав масла не определялся бы внешней температурой, установили зависимость активности микросомной А12-олеат-десатуразы (FAD2) от температуры и уровня кислорода (M. Mancha, Испания). Транскрипционную регуляцию экспрессии этой активности исследовали в семенах кунжута (M.J. Kim, Корея).

Экспрессия в семенах арабидопсиса сходных с FAD2 конъюгаз из семян Momordica charantia, в которых преобладают ЖК с сопряженными двойными связями, приводила к тому, что в липидах трансгенных семян содержание сопряженной эле-остеариновой кислоты достигало 20% (E.B. Ca-hoon, США). Замена только одной аминокислоты в ацил-АПБ-десатуразе полностью тормозила де-сатуразную активность и в 30 раз усиливала окси-дазную активность этого фермента (J. Shanklin, США). Таким же образом замещение единственного аминокислотного остатка другим в десату-разе из гриба Fusarium moniliforme определяло А12- или А15-региоселективность ее действия; ген этой десатуразы использовали также для индукции биосинтеза С20:5-ЖК в жирообразующих дрожжах Yarrowia lipolytica, накапливавших до 80% масла на сухую массу (N. Yadaw, США). У ци-анобактерии Spirulina platensis величины активности А9-, А12- и А6-десатураз, осуществлявших биосинтез незаменимой у-линоленовой кислоты, на последовательных стадиях роста были различными; при снижении температуры роста с 37 до 25°С активность А6-десатуразы усиливалась (M. Tanticharoen, Таиланд). Были определены структура и механизм действия бактериальной изо-меразы полиненасыщенных ЖК (ПНЖК), которая катализировала превращение линолевой кислоты в изомерные 9Z,11E- и 10Е,122-С18:2-кислоты, применяемые в медицине (I. Feussner, Германия). Из гриба лисички (Cantharellus formosus) клонировали А12-ацил-фосфатидилхолин (ФХ)-десатуразу, осуществлявшую дегидрирование линолевой кислоты с образованием ацетиленовых ЖК - крепениновой (^-9-октадецен-12-иновой) и А14-цмс-дегидрокре-пениновой (R.E. Minto, США).

Для создания новых, альтернативных рыбьим жирам, источников незаменимых в питании человека юЗ-ПНЖК - С20:5- и С22:6-ЖК, клетки кишечной палочки и дрожжей трансформировали генными кластерами из морских бактерий и Thraus-tochytrium, кодировавшими ПНЖК-синтетазу и фосфопантетеинилтрансферазу (J. Metz, США; H. Okuyama, Япония). Почвенная амеба Acan-thamoeba casatellani образовывала de novo линоле-вую (С18:2) и линоленовую (С18:3) кислоты, которые затем под действием необычной бифункциональной А9-элонгазы/А8-десатуразы превращались в арахидоновую и ю3-С20:5-ЖК. Эффективному биосинтезу ПНЖК в высших растениях препятствует его субстратная дихотомия, поскольку субстратами десатурации и элонгации служат глице-ролипиды и ацил-КоА соответственно (J.A. Napier, Великобритания). Путем экспрессии генов биосинтеза ПНЖК различного происхождения в семенах сои, богатых С18:2- и С18:3-кислотами, было достигнуто превращение этих ЖК в ПНЖК с очень длинной цепью, содержание которых в масле растений отдельных линий составило в ряде поколений до 40% от суммы ЖК (A. Kinney, США).

Для определения активности гидроксилазы высших ЖК в цитохромах Р450 были разработаны флуориметрический метод учета поглощения кислорода и метод установления субстратной специфичности этого фермента путем экспрессии Р450 в клетках насекомых (A. Olry, Франция). Из рыльца цветка Petunia hybrida клонировали Р450-ю-гидроксилазу ЖК, катализировавшую превращение олеиновой и линолевой кислот в соответствующие ю-оксикислоты, которые образовывали эстолидные (полимерные) триацилглицерины (ТАГ) в клейком экссудате на поверхности рыльца (J. Jaworski, США). Для получения оксикислот в семенах арабидопсиса в них экспрессировали бифункциональные гидроксилазы из клещевины (J. Browse, США) и растения Lesquerella lindhe-imeri, масло которого богато 14ОН-А11-С20 :1-кис-лотой, возникающей путем А12-гидроксилирова-ния и удлинения олеата (L. Kunst, Канада); в обоих этих случаях ферменты обнаруживали также де-сатуразную активность. В растениях рода Echinacea содержались амиды ЖК, в которых аминные радикалы были продуктами декарбоксилирова-ния валина и изолейцина, а цепи ацильных остатков включали 11-16 С-атомов и от 1 до 4 двойных и тройных связей (B. Nikolau, США).

Альтернативные ферменты элонгации ЖК, кодируемые генами KCS и ELO, исследовали у слизистого гриба Dictyostelium discoideum (B.J. Blacklock, США). В клетках дрожжей и арабидопсиса экспрессировали ген элонгазы ЖК из семян крамбе, где эруковая кислота составляла 60% от суммы ЖК масла (D. Taylor, Канада); у арабидопсиса элонгазы участвовали в биосинтезе суберина

корней, содержавшего моноеновые и окси-С16-24-ЖК (R. Franke, Германия). В том же самом растении клонировали ген 3-оксиацил-КоА-дегидрата-зы как одного из компонентов системы ацил-КоА-элонгазы (R. Lessire, Франция), а торможение гена элонгазы ЖК в мутантах кукурузы приводило к резкому снижению содержания в них ку-тикулярного воска (B. Nikolau, США). Ге

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком