Different Forms of Superoxide Dismutase from Pea Seedling Roots Differ in Sensitivity to cAMP and Calcium

封面

如何引用文章

全文:

详细

It has been established that cyclic adenosine monophosphate (cAMP), a second messenger of the adenylate cyclase signaling system, and Ca2+ are able to dose-dependently modulate the activity of various forms of superoxide dismutase (SOD) in the root cells of pea seedlings of the Rondo variety. The effect of cAMP on SOD activity in pea root cells was studied on intact seedlings by incubating their roots in 50 nM n-dibutyryl-cAMP, a fat-soluble analogue of cAMP, which led to an increase in the intracellular concentration of cAMP. Incubation of similar roots in 800 μM suramin, an inhibitor of transmembrane adenylate cyclase, contributed to a significant decrease in endogenous cAMP levels. In each of these variants, the SOD activity measured in the supernatant obtained from the root homogenate changed. Under the influence of n-dibutyryl-cAMP, the total SOD activity increased to 230%; SOD inhibitors, 3 mM KCN or 3 mM H₂O₂, added to the homogenate, reduced its activity (180 and 190% of the control, respectively). During incubation with suramin, the total activity decreased to 40% of the control value, while with the additional use of SOD inhibitors it decreased to 50–60%. Incubation of seedlings in 400 μM LaCl₃ solution resulted in a decrease in total SOD activity to 73% and in the presence of 3 mM KCN, to 56% of the control, and when 3 mM H₂O₂ was added to the homogenate, to 67%. A similar incubation of seedlings in 1 mM EGTA led to a decrease in total activity by 32%, and the inhibitors had no additional effect. The effect of calcium deficiency or excess on SOD activity was studied in a homogenate of pea seedling roots. When a calcium ion chelator, 100 mM EGTA, was added to the root homogenate, a decrease in the total SOD activity to 81% was observed; when inhibitors (H₂O₂ or KCN) were added, an even greater decrease in SOD activity occurred, up to 65 and 51%, respectively. The addition of 500 nM CaCl2 to the homogenate slightly increased the total SOD activity; KCN reduced SOD activity by approximately 20%, and H₂O₂ had no effect on this indicator. When a higher concentration of CaCl2, 500 μM, was added, the total activity did not change (100%), in the variant with KCN it decreased by 30%, and when H₂O₂ was added it remained almost unchanged. We conclude that cAMP most likely has an indirect effect on SOD activity, while calcium ions probably act directly on the active site of the enzyme molecule; Moreover, each form of SOD differs in sensitivity to calcium.

全文:

ВВЕДЕНИЕ

Супероксиддисмутаза (СОД) (КФ 1.15.1.1) является первой линией защиты от окислительного стресса в живых клетках, катализируя дисмутацию супероксидного радикала до молекулярного кислорода и перекиси водорода. Характерной особенностью этого фермента является наличие металлов в составе активного центра. У растений этот фермент представлен Cu, Zn-, Fe- и Mn-содержащими формами СОД [1]. Отличительной особенностью растительных СОД является множественность изоформ каждой из форм, которые локализуются как в цитозоле, так и в органеллах растений [2]. У всех эукариотов регуляция активности СОД может осуществляться на генетическом уровне (транскрипция, трансляция) [2, 3]. В этих процессах существенная роль принадлежит внутриклеточным вторичным мессенджерам. В литературе имеется много данных о влиянии различных видов активных форм кислорода (АФК) и ионов кальция (Са2+) на экспрессию генов СОД в растениях [4, 5]. Предполагается, что одним из механизмов их действия может быть активация протеинкиназ, фосфорилирующих соответствующие факторы транскрипции [4]. Экспрессия генов и синтез новых форм фермента является долгосрочным процессом, направленным на перестройку и адаптацию метаболизма в стрессовых условиях [5, 6]. Однако помимо таких способов регуляции вторичные мессенджеры могут оказывать воздействие на уже имеющиеся молекулы СОД, приводя к активации или ингибированию ее активности в течение нескольких минут [7]. Такая модуляция активности фермента необходима как для регуляции роста и развития растений, так и для адаптации к кратковременным стрессовым условиям.

По литературным данным, обработка целых растений экзогенными ионами кальция может приводить к изменению активности общего пула СОД [8]. Механизм этого явления пока неизвестен, но предполагается, что в нем участвует кальций-кальмодулин-активируемая протеинкиназа, т. е. Са2+ оказывают косвенный эффект на активность СОД [8]. В то же время в литературе отсутствуют сведения о непосредственной роли Са2+ в регуляции активности некоторых форм СОД у растений. Между тем кальций хорошо известен как модулятор активности многих видов ферментов, непосредственно влияя на их конформационные перестройки.

Известно, что в регуляции уровня внутриклеточного кальция принимает участие вторичный мессенджер аденилатциклазной сигнальной системы циклический аденозин монофосфат (cAMP) [9]. Вместе с тем участие cAMP в регуляции активности ферментов практически не исследовано, помимо его способности активировать/ингибировать соответствующие протеинкиназы/протеинфосфатазы растений [9].

Поэтому целью данного исследования являлось изучение влияния cAMP и ионов кальция на активность различных форм СОД в корнях проростков гороха.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объектом исследования служили проростки гороха сорта Рондо. Семена гороха последовательно стерилизовали в течение 30 мин в 94% этаноле, 5 мин в 3% пероксиде водорода и 5 мин в 5% растворе перманганата калия. На конечном этапе отмывали стерильной дистиллированной водой и замачивали в воде (56°C) на 4 ч. Затем семена проращивали в стерильных чашках Петри на увлажненной фильтровальной бумаге в течение 3 сут в темноте при 23–25°C. В каждом варианте эксперимента использовали по 10 проростков.

Определение активности различных форм СОД. Корни 10 проростков гороха гомогенизировали в среде следующего состава: 0.02 М фосфатный буфер, рН 7.2; 1 мМ дитиотрейтол; 10 мкг/мл фенилметилсульфонилфторид; 50 мкг/мл гидроксимеркурийбензоат; 1 мкг/мл лейпептин. Гомогенат фильтровали через капрон и центрифугировали при 16000g в течение 10 мин (Allegra 64 R). Об активности СОД судили по степени торможения восстановления нитросинего тетразолия (НСТ-тест) (Sigma-Aldrich, США) в присутствии NADH и феназинметасульфата (ФМС) (Sigma-Aldrich) [10]. Для этого к 0.1 мл растительного супернатанта добавляли 3.9 мл реакционной среды. К контрольному образцу объемом 0.1 мл Н2О добавляли также 3.9 мл реакционной среды; образцы инкубировали в течение 5 мин при комнатной температуре.

Реакционная среда для определения активности СОД содержала: 3.5 мл 150 мМ Na, К-фосфатного буфера (рН 7.8), 0.1 мл 0.01 мМ EGTA, 0.1 мл 0.186 мМ феназинметасульфата, 0.1 мл 0.4 мМ нитросинего тетразолия, 0.1 мл 1 мМ NADH.

Содержание бисформазана определяли на планшетном спектрофотометре при длине волны 560 нм. Активность СОД (мкмоль формазана/мг белка/мин) рассчитывали по формуле:

Акт. СОДмкмоль формазана/мг белка/мин==Опконтр.−Опоп. / t×V1×V2×103V3× ε560×m

где Оп контр – оптическая плотность контрольного образца; Оп оп. – оптическая плотность опытного образца; V1 – суммарный объем реакционной смеси, мл;V2 – объем буферной смеси, используемый для гомогенизации и экстракции проростков, мл; V3 – объем экстракта, вносимый в реакционную смесь и используемый для анализа, мл; m – концентрация белка, мг/мл; ε 560 – молярный коэффициент экстинкции бисфармазана, 3.98 × 103 M–1 см–1.

Ингибиторный анализ. В супернатант после гомогенизации и центрифугирования корней добавляли 3мМ KCN или 3мМ Н2О2. В контрольные варианты добавляли аналогичный объем воды. Концентрацию белка определяли по методу Брэдфорд. Концентрацию cAMP измеряли методом иммуноферментного анализа (ИФА), применяя первичные поликлональные антитела к cAMP (Santa Cruz Biotechnology, США) и вторичные, меченные пероксидазой хрена (Santa Cruz Biotechnology) [11].

Влияние н-дибутирил-cAMP (д-б-cAMP) на активность СОД. Корни интактных проростков гороха инкубировали 30 мин в 50нМ растворе н-бутирил-cAMP (д-б-cAMP).

(Sigma-Aldrich), затем корни промывали в воде, гомогенизировали по вышеприведенной схеме, центрифугировали и в супернатанте определяли активность СОД.

Влияние сурамина на активность СОД. Аналогичные проростки гороха инкубировали 30 мин в 800 мкМ растворе сурамина (ингибитора трансмембранной аденилатциклазы, Sigma-Aldrich). Далее эксперимент проводили по той же схеме, как и в случае с д-б-cAMP.

Влияние ингибитора неспецифических кальциевых каналов LaCl3 и хелатора кальция EGTA на активность СОД. Проростки гороха инкубировали 30 мин в 400 мкМ растворе LaCl3 или в 1мМ растворе EGTA. Далее эксперимент проводили по той же схеме, как и в случае с д-б-cAMP.

Во всех экспериментах (“д-б-cAMP”, “сурамин”, “LaCl3”, “EGTA”) полученные результаты сравнивали с контролем, которым служили проростки, инкубированные в воде (контроль, Н2О). В каждом варианте эксперимента проводили ингибиторный анализ (с добавлением KCN, H2O2) и результаты сравнивали с аналогичными без добавления ингибиторов (контроль I).

Влияние дефицита/избытка Ca2+ на активность СОД. К супернатанту, полученному из гомогената корней проростков, инкубированных в воде, добавляли растворы следующих веществ: 100 мМ EGTA или 500 нМ CaCl2, или 500 мкМ CaCl2, инкубировали 10 мин при 23°С, затем нагревали 3 мин до 100°С и определяли активность СОД. Контролем служили образцы супернатанта без добавления EGTA и CaCl2. В каждом варианте эксперимента проводили ингибиторный анализ (с добавлением KCN, H2O2) и результаты сравнивали с аналогичными без добавления ингибиторов.

Статистический анализ данных. Эксперименты проводили в трех биологических и восьми аналитических повторностях. Для оценки статистической значимости результатов использовали t-критерий. Результаты считали статистически значимо различающимися при p < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Для выявления активности отдельных форм СОД применяли специфические ингибиторы [2, 12]: добавление к гомогенату корней 3мМ KCN (ингибитора Cu-Zn-СОД) приводило к снижению общей активности фермента на 70%, тогда как инкубация с 3мМ Н2О2 (ингибитором Cu-Zn-СОД и Fe-СОД) уменьшала активность на 49% (табл. 1).

 

Таблица 1. Изменение активности СОД после инкубации интактных корней проростков гороха в 400 мкМ LaCl3 или 1 мМ EGTA

Вариант опыта

Н2О, контроль I

3 мМ Н2О2 (ингибитор Cu, Zn-СОД)

3 мМ KCN (ингибитор Cu, Zn-СОД и Fe-СОД)

мкМ формазана/ мг белка/мин

% к контролю

мкМ формазана/ мг белка/мин

% к контролю I*

мкМ формазана/

мг белка/мин

% к контролю I*

Контроль, Н2О

0.37 ± 0.02

100

0.19 ± 0.01

51

0.11 ± 0.01

30

400 мкМ LaCl3

0.27 ± 0.01

73

0.18 ± 0.01

67

0.15 ± 0.01

56

1мМ EGTA

0.25 ± 0.01

68

0.17 ± 0.01

68

0.16 ± 0.01

64

* В вариантах экспериментов “LaCl3”, “EGTA” полученные результаты сравнивали с контролем, которым служили проростки, инкубированные в воде (контроль, Н2О). Результаты ингибиторного анализа (с добавлением KCN, H2O2) сравнивали с аналогичными экспериментами (“LaCl3”, “EGTA”) без добавления ингибитора (контроль I).

 

Влияние cAMP на активность СОД в клетках корней гороха исследовали на интактных проростках, инкубируя корни проростков гороха в 50нМ растворе н-дибутирил-cAMP, что приводило к повышению внутриклеточной концентрации cAMP (табл. 2). Инкубация аналогичных корней с ингибитором трансмембранной аденилатциклазы сурамином [11] способствовала существенному снижению эндогенного уровня cAMP (табл. 2).

 

Таблица 2. Влияние 50 нМ н-дибутирил-cAMP и 800 мкМ сурамина на содержание эндогенного cAMP в корне проростков гороха

Вариант опыта

cAMP

нмоль/г сыр. веса

% к контролю

Н2О, контроль

5.2 ± 0.5

100

д-б-cAMP, 50 нМ

9.8 ± 0.8

188

Сурамин, 800 мкМ

2.2 ± 0.2

42

 

Во всех вариантах экспериментов изменялась активность разных форм СОД. Под воздействием н-дибутирил-cAMP общая активность достигала 230%, добавление к гомогенату ингибиторов СОД (Н2О2 и KCN) вызывало уменьшение ее активности до 180–190% соответственно. На фоне инкубации с сурамином общая активность снижалась до 40% от контроля, тогда как при дополнительном применении ингибиторов СОД – до 50–60% (рис. 1). Возможно, что увеличение детектируемой активности произошло за счет изменения активности Mn-СОД, на которую не действуют ингибиторы KCN и пероксид водорода.

 

Рис. 1. Изменение активности СОД в интактных корнях проростков гороха под влиянием 50 нМ н-дибутирил-cAMP или 800 мкМ сурамина. Расчет активности СОД проводили, сравнивая значения СОД, полученные в опытных вариантах (д-б-cAMP, сурамин), со значениями, полученными из корней проростков, инкубированных в воде (контроль). % ингибирования рассчитывали, сравнивая значение “Н2О” и значение СОД, полученное при добавлении ингибитора. В опыте сравнивали значение активности СОД (д-б-cAMP или сурамин) со значением, полученным в присутствии ингибиторов. *- p < 0.05.

 

Инкубация проростков с 400 мкМ раствором LaCl3 приводила к снижению общей активности СОД до 73%, 3мМ Н2О2 уменьшали активность СОД до 67%, а под влиянием 3мМ KCN ее активность опускалась до 56% от контроля (контролем служил вариант “+LaCl3”) (табл. 1). Предварительная обработка проростков 1 мМ EGTA приводила к снижению общей активности фермента на 32%, но ингибиторы не оказывали никакого дополнительного эффекта (табл. 1).

Влияние недостатка или избытка ионов кальция на активность СОД изучали в гомогенате корней проростков гороха. При добавлении к гомогенату корней хелатора ионов кальция EGTA (100мМ) наблюдалось снижение общей активности СОД до 81%, при применении ингибиторов выявлено еще большее уменьшение активности – до 65% (в случае применения KCN) и 51% (в случае применения Н2О2) (рис. 2). Добавление к гомогенату 500 нМ раствора CaCl2 незначительно повышало общую активность СОД, однако дополнительная обработка KCN снижала активность фермента примерно на 20%, а Н2О2 не оказывал влияния на этот показатель (рис. 2). При добавлении более высокой концентрации CaCl2 (500 мкМ) общая активность СОД не изменялась (100%), на фоне этого KCN уменьшал этот показатель на 30%, а при добавлении Н2О2 активность фермента оставалась практически неизменной (рис. 2).

 

Рис. 2. Влияние EGTA и СаCl2 на активность СОД в гомогенате из корней проростков гороха. Расчет проводили, сравнивая значения СОД, полученные в опытных вариантах (EGTA, СаCl2) со значениями, полученными при добавлении к супернатанту воды (контроль). % ингибирования рассчитывали, сравнивая значение “Н2О” и значение СОД, полученное при добавлении ингибитора. В каждом из опытных вариантов проводили ингибиторный анализ и результаты сравнивали с аналогичными (100 мМ EGTA/500 нМ CaCl2/500 мкМ CaCl2) без добавления ингибиторов. *- p < 0.05.

 

Сигнальная система растений формируется и функционирует за счет взаимодействующих компонентов различных сигнальных путей [13]. Одним из наиболее известных примеров этого является взаимозависимое изменение содержания внутриклеточных Са2+ и Н2О2. Считается, что концентрация цитозольных Ca2+ регулируется АФК, и наоборот, Ca2+ имеют решающее значение для производства АФК [14, 15].

Исследованию растительной СОД посвящено достаточно много работ, в которых этот фермент чаще всего рассматривается как маркер стрессовых реакций растений [6, 16]. В связи с этим возникает вопрос о том, какие внутриклеточные события, например, изменение ионного окружения под влиянием вторичных мессенджеров могут непосредственно вызывать изменение активности СОД. В отдельных работах исследовалось влияние экзогенного кальция, применяемого в качестве удобрения, на общую активность исследуемого фермента [17]. В некоторых источниках обсуждается взаимосвязь между абсцизовой кислотой, кальцием и активностью СОД в растениях кукурузы [18]. Результаты этих исследований не дают четкого представления о механизмах кратковременной модуляции активности СОД, в которой могут участвовать внутриклеточные сигнальные молекулы. Это важно и по той причине, что этот фермент представлен в растениях несколькими формами, которые могут обладать индивидуальной чувствительностью к вторичным мессенджерам. Краткосрочное влияние сигнальных молекул на активность различных форм СОД может осуществляться как в условиях нормального роста и развития растений, так и под воздействием стрессоров.

Наши эксперименты показали, что все формы СОД из клеток корней проростков гороха реагировали на изменение эндогенного уровня cAMP (рис. 1). Согласно результатам ингибиторного анализа (табл. 1), при повышении концентрации cAMP в наибольшей степени активировалась Mn-СОД. Известно, что действие вторичного мессенджера аденилатциклазной сигнальной системы, cAMP, направлено на индукцию активности внутриклеточных сигнальных каскадов. В основном, от него зависит активация соответствующих протеинкиназ, которые фосфорилируют специфические белки и факторы транскрипции, передавая таким образом информацию в геном. Кроме того, эта сигнальная молекула является регулятором активности нуклеотид-зависимых кальциевых ионных каналов [19]. В литературе показано, что кратковременное и локальное повышение уровня эндогенного cAMP приводит к их активации и повышению внутриклеточной концентрации Ca2+ [19], за которым следует резкое увеличение уровня АФК [20]. Таким образом, cAMP напрямую не оказывает влияние на ферменты, генерирующие АФК, но участвует опосредованно, модулируя уровень эндогенных Ca2+, которые могут непосредственно взаимодействовать с активными центрами соответствующих ферментов. Очевидно, что такая многоступенчатая взаимосвязь вторичных мессенджеров должна быть дозозависимой. Подтверждением этому может служить дифференцированное ингибирование всех форм СОД при уменьшении уровня эндогенного cAMP (рис. 1): заметно, что активность Mn-CОД в этих условиях снижалась в меньшей степени. Согласно литературным данным можно предположить, что непосредственной причиной изменения активности СОД в клетках корней гороха в этих условиях могло быть изменение концентрации эндогенного кальция. В связи с этим показательны результаты по изменению активности всех форм СОД под влиянием неспецифического ингибитора кальциевых каналов LaCl3 и хелатора кальция EGTA, применяемого в низкой концентрации на интактных корнях проростков (табл. 1). LaCl3, вероятно, блокировал выход внутриклеточных Ca2+, что отразилось на активности СОД. Применение различных концентраций EGTA на разных моделях (на корнях интактных проростков и в гомогенате корней) показало существенные изменения в активности всех форм СОД, причем в меньшей степени они наблюдались в Mn-СОД, что указывает на чувствительность исследуемого фермента к кальцию.

Ингибиторный анализ не дает точного представления о вкладе каждой формы СОД в ее общую активность, однако можно отметить, что все формы фермента из корней гороха проявляли разнонаправленную чувствительность к 500 нМ CaCl2, которая близка к физиологической у растений: активности Cu,Zn-СОД и Fe-СОД незначительно снижались, тогда как Mn-СОД повышалась. Увеличение концентрации экзогенного кальция на три порядка (500 мкМ) оказывало подавляющий эффект на все формы СОД, однако на Mn-СОД в меньшей степени. Таким образом, можно сделать вывод о том, что СОД из клеток корней проростков гороха является кальций-зависимым ферментом, а каждая форма СОД имеет индивидуальную чувствительность к Ca2+.

Можно полагать, что дифференцированная чувствительность различных форм СОД к кальцию является одним из способов тонкой регуляции внутриклеточной сигнализации у растений. Это представляется вполне возможным, поскольку известно, что наиболее низкий уровень Ca2+ наблюдается в цитоплазме (в покое составляет 100–200 нМ), тогда как во внутриклеточных компартментах может достигать 1 мМ, как, например, в митохондриях [21]. В связи с этим следует упомянуть локализацию различных форм СОД в растительной клетке. Cu,Zn-СОД считается наиболее широко распространенной формой и обнаружена в цитоплазме и большинстве внутриклеточных органелл [2], Fe-СОД преимущественно локализуется в различных участках хлоропластов, тогда как Mn-СОД – в митохондриях и пероксисомах [2]. При этом в большинстве органелл расположены компоненты и других сигнальных систем, как, например, растворимая аденилатциклаза и нуклеотид-зависимые кальциевые ионные каналы [22, 23]. Тем самым, внутриклеточные органеллы растений выполняют роль сигнальных микродоменов. В частности, они участвуют в ретроградной передаче сигнала в клетке, в том числе путем генерации Н2О2 [24]. Так, в литературе есть сведения о том, что повышенный синтез H2O2 пероксисомами способствует индукции экспрессии генов, определяющих адаптацию растений к стрессу и/или толерантности, тогда как пероксид водорода, образуемый в хлоропластах, обеспечивает экспрессию генов, связанных с синтезом вторичных сигнальных молекул [25]. Более того, H2O2, поступающий от хлоропластов и пероксисом, модулирует транскрипцию генов, участвующих в ретроградной регуляции сигналинга митохондрий [25].

Таким образом, вторичные мессенджеры аденилатциклазной и кальциевой сигнальных систем cAMP и Са2+ могут оказывать модулирующий эффект на активность СОД из клеток корней проростков гороха. Эндогенный cAMP действует опосредованно, а Са2+, вероятно, могут дозозависимо взаимодействовать с активным центром каждой из форм этого фермента. При этом формы СОД обладают индивидуальной чувствительностью к ионам кальция, что позволяет точно передавать и интегрировать внутриклеточные сигналы.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией этой статьи.

Источник финансирования. Работа выполнена в рамках проекта исследований СИФИБР № 0277-2021-0004.

Соответствие принципам этики. Настоящая статья не содержит описания каких-либо исследований с участием людей или животных в качестве объектов.

×

作者简介

L. Lomovatskaya

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: LidaL@sifibr.irk.ru
俄罗斯联邦, Irkutsk, 664033

O. Zaharova

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: LidaL@sifibr.irk.ru
俄罗斯联邦, Irkutsk, 664033

A. Goncharova

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: LidaL@sifibr.irk.ru
俄罗斯联邦, Irkutsk, 664033

A. Romanenko

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: LidaL@sifibr.irk.ru
俄罗斯联邦, Irkutsk, 664033

T. Kishinskaya

Baikal State University

Email: LidaL@sifibr.irk.ru
俄罗斯联邦, Irkutsk, 664002

参考

  1. Dvořák P., Krasylenko Y., Zeiner A., Šamaj J., Takáč T. 2021. Signaling toward reactive oxygen species-scavenging enzymes in plants. Front. Plant Sci. 11, 618835. doi: 10.3389/fpls.2020.618835
  2. Бараненко В.В. 2006. Супероксиддисмутаза в клетках растений. Цитология. 48 (6), 465–474.
  3. Del Rio L. A., Sandalio L.M., Altomare D., Zilinskas B. 2003. Mitochondria and peroxisomal manganese superoxide dismutase: Different expression during leaf senescence. J. Exp. Bot. 54, 923–933. doi: 10.3389/fpls.2013.00191
  4. Herbette S., Lene C., de Iabrouhe D., Drevet J., Roeckel-Drevet P. 2003. Transcripts of sunflower antioxidant scavengers of the SOD and GPX families accumulate differentially in response to downy mildew infection, photohormones, reactive oxygen species, nitric oxide, protein kinase and phosphatase inhibitors. Physiol. Plant. 119, 418–428.
  5. Zameer R., Fatima K., Azeem F., Hussah I.M. ALgwaiz H.I.M, Sadaqat M., Rasheed A., Batool R., Shah A.N., Zaynab M., Shah A.A., Attia K.A., AlKahtani M.D.F., Fiaz S. 2022. Genome-wide characterization of superoxide dismutase (SOD) genes in Daucus carota: Novel insights into structure, expression, and binding interaction with hydrogen peroxide (H2O2) under abiotic stress condition. Front. Plant Sci. 13, 870241. doi: 10.3389/fpls.2022.87021041
  6. Babitha M.P., Bhat S.G., Prakash H.S., Shetty H.S. 2002. Different induction of superoxide dismutase in downy mildew-resistant and -susceptible genotypes of pearl millet. Plant Pathol. 51 (4), 480–486. doi: 10.1046/j.1365-3059.2002.00733.x
  7. Casano L.M., Gomes L.D., Lascano H.R., Gonzales C.A., Trippi V.S. 1997. Inactivation and degradation of CuZn-SOD byactive oxygen species in wheat chloroplasts exposed to photooxidativestress. Plant Cell Physiol. 38, 433–440. doi: 10.1093/oxfordjournals.pcp.a029186
  8. Yan J., Guan L., Sun Y., Zhu Y., Liu L., Lu R., Jiang M., Tan M., Zhang A.C. 2015. Calcium and ZmCCaMK are involved in brassinosteroid-induced antioxidant defense in maize. Plant Cell Physiol. 56 (5), 883–896. doi: 10.1093/pcp/pcv014
  9. Blanco E., Fortunato S., Viggiano L., Concetta de Pinto M. 2020. Cyclic AMP: A polyhedral signalling molecule in plants. J. Mol. Sci. 21, 4862. doi: 10.3390/ijms21144862
  10. Beuchamp I., Fridovich I. 1971. Superoxide dismutase: Improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Anal. Biochem. 44, 276–287. doi: 10.1016/0003-2697(71)90370-8
  11. Lomovatskaya L.A., Romanenko A.S., Filinova N.V., Dudareva L.V. 2011. Determination of cAMP in plant cells by a modified enzyme immunoassay method. Plant Cell Rep. 30, 125–132. doi: 10.1007/s00299-010-0950-5
  12. Ahmed H., Schott E.J., Gauthier J.D., Vasta J.R. 2003. Superoxide dismutases from the oyster parasite Perkinsus marinus: Purification, biochemical characterization, and development of a plate microassay for activity. Anal. Biochem. 318, 132–141. doi: 10.1016/S0003-2697(03)00192-1
  13. Ma Yi, Zhao Y., Robin K. Walker R.K., Berkowitz G.A. 2013. Molecular steps in the immune signaling pathway evoked by plant elicitor peptides: Ca2+-dependent protein kinases, nitric oxide, and reactive oxygen species are downstream from the early Ca2+ signal. Plant Physiol. 163, 1459–1471. doi: 10.1104/pp.113.226068
  14. Choi W.G., Toyota M., Kim S.H., Hilleary R., Gilroy S. 2014. Salt stress-induced Ca2+ waves are associated with rapid, long-distance root-to-shoot signaling in plants. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 111, 6497–6502. doi: 10.1073/pnas.1319955111
  15. Gaupels F., Durner J., Kogel K.-H. 2017. Production, amplification and systemic propagation of redox messengers in plants? The phloem can do it all! New Phytol.), 554–560.
  16. Kunos V., Csépl˝o M., Seress D., Eser A., Kende Z., Uhrin A., Bányai J., Bakonyi J., Pál M., Mészáros K. 2022. The stimulation of superoxide dismutase enzyme activity and its relation with the pyrenophora teres f. teres infection in different barley genotypes. Sustainability. 14 (2597), 1–15. doi: 10.3390/su14052597
  17. Sairam R.K., Vasanthan B., Arora A. 2011. Calcium regulates gladiolus flower senescence by influencing antioxidative enzymes activity. Acta Physiol. Plant. 33, 1897–1904. doi: 10.1007/s11738-011-0734-8
  18. Hu X., Jiang M., Zhang J., Zhang A., Lin F., Tan M. 2007. Calcium–calmodulin is required for abscisic acid-induced antioxidant defense and functions both upstream and downstream of H2O2 production in leaves of maize (Zea mays) plants. New Phytol. 173. 27–38. doi: 10.1111/j.1469-8137.2006.01888.x
  19. Jarratt-Barnham E., Wang L., Ning Y., Davies Y.M. 2021.The complex story of plant cyclic nucleotide-gated channels. Int. J. Mol. Sci. 22, 874. doi: 10.3390/ijms22020874
  20. Saxena I., Srikanth S., Chen Z. 2016. Cross talk between H2O2 and interacting signal molecules under plant stress response. Front. Plant Sci. 7, 570. doi: 10.3389/fpls.2016.00570
  21. Швартау В.В., Вирыч П.А., Маковейчук Т.И., Артеменко А.Ю.3 2014. Кальций в растительных клетках. Vìsn. Dnìpropetr. Unìv. Ser. Bìol. Ekol. 22 (1), 19–32. doi: 10.15421/011403
  22. Ломоватская Л.А., Романенко А.С., Криволапова Н.В., Копытчук В.Н. 2007. Функционирование “растворимой” и связанной с мембраной форм аденилатциклазы в органеллах растительных клеток при биотическом стрессе. Биол. мембраны. 24 (5), 363–371.
  23. Романенко А.С., Ломоватская Л.А. 2017. Влияние экзополисахаридов бактериального возбудителя кольцевой гнили на субклеточную локализацию регулируемых циклическими нуклеотидами ионных каналов (CNGC) в клетках корней картофеля. Биол. мембраны. 34 (3), 231–238. doi: 10.7868/S0233475517020062
  24. Юрина Н.П., Одинцова М.С. 2019. Ретроградная сигнальная система хлоропластов. Физиол. растений. 66 (4), 243–255. doi: 10.1134/S0015330319040146
  25. Sewelama N., Jasperta N., Van Der Kelenc K., Tognettic V.B., Schmitza J., Frerigmanne H., Stahlg E., Zeierf J., Van Breusegemc F., Maurinoa V.G. 2014. Spatial H2O2 signaling specificity: H2O2 from chloroplasts and peroxisomes modulates the plant transcriptome differentially. Mol. Plant. 7, 1191–1210. doi: 10.1093/mp/ssu070

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Change of SOD activity in intact roots of pea seedlings under the influence of 50 nM n-dibutyryl-cAMP or 800 μM suramin. SOD activity was calculated by comparing SOD values obtained in experimental variants (d-b-cAMP, suramin) with values obtained from roots of seedlings incubated in water (control). The % inhibition was calculated by comparing the "H2O" value and the SOD value obtained when the inhibitor was added. The value of SOD activity (d-b-cAMP or suramin) was compared with the value obtained in the presence of inhibitors in the experiment. *- p < 0.05.

下载 (132KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Effect of EGTA and CaCl2 on SOD activity in homogenate from pea seedling roots. The calculation was performed by comparing the SOD values obtained in the experimental variants (EGTA, CaCl2) with the values obtained when water was added to the supernatant (control). The % inhibition was calculated by comparing the "H2O" value and the SOD value obtained when the inhibitor was added. Inhibitor assay was performed in each of the experimental variants and the results were compared to the same (100 mM EGTA/500 nM CaCl2/500 μM CaCl2/500 μM CaCl2) without addition of inhibitors. *- p < 0.05.

下载 (109KB)
索引源数据

版权所有 © The Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».