Са²⁺-зависимая регуляция протонной проницаемости внутренней мембраны митохондрий семядолей люпина

Изучено влияние экзогенного Са²⁺ на дыхание, генерацию мембранного потенциала, изменение объема и проницаемость для протонов внутренней мембраны митохондрий, выделенных из семядолей этиолированных проростков люпина узколистного (Lupinus angustifolius L.). Используемые в работе митохондрии характеризовались прочным сопряжением процессов окисления и фосфорилирования. Высокая функциональная активность митохондрий подтверждалась их способностью генерировать при окислении сукцината трансмембранный градиент протонов на внутренней мембране (мембранный потенциал или ∆Ψ), а также устойчиво поддерживать его в течение длительного времени, как за счет работы электрон-транспортной цепи, так и за счет гидролиза АТФ в условиях анаэробиоза. Показано, что присутствие 60–120 мкМ СаСl₂ в среде инкубации митохондрий не оказывало существенного влияния на скорость окисления сукцината и параметры окислительного фосфорилирования, однако индуцировало диссипацию ∆Ψ в условиях исчерпания кислорода в среде инкубации. Максимально полное удаление Са²⁺ из среды в присутствии хелаторов (ЭГТА, ЭДТА) предотвращало сброс мембранного потенциала. Са²⁺-зависимая деполяризация внутренней мембраны ингибировалась дитиотрейтолом, что предполагает участие в этом процессе активных форм кислорода. Сброс мембранного потенциала не сопровождался набуханием митохондрий и не был чувствителен к циклоспорину А. С использованием металлохромного Са²⁺-индикатора арсеназо III, было показано, что митохондрии семядолей люпина способны активно поглощать экзогенный Са²⁺ и накапливать его в матриксе. Са²⁺-индуцируемая диссипация ∆Ψ в условиях анаэробиоза сопровождалась выходом Са²⁺ из митохондрий, скорость которого резко возрастала в присутствии кальциевого ионофора А23 (А23187). Предполагается, что накопление Са²⁺ и повышение уровня активных форм кислорода в матриксе, индуцирует в условиях анаэробиоза обратимую пермеабилизацию внутренней мембраны митохондрий семядолей люпина, которая обусловлена открытием поры неспецифической проницаемости в состоянии низкой проводимости, проницаемой для протонов и, возможно, для других небольших катионов (Na⁺, K⁺, Ca²⁺).