Регуляция активности декарбоксилирующих малатдегидрогеназ в листьях кукурузы при адаптивной реакции на солевой стресс

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследовано влияние солевого стресса на активность декарбоксилирующих малатдегидрогеназ в листьях кукурузы при осуществлении адаптивной реакции клеточного метаболизма к солевому стрессу. Показано, что избыточные концентрации NaCl вызывают увеличение ферментативной активности как НАД+-МЭ, так и НАДФ+-МЭ. Наибольший вклад в увеличение активности НАД+-МЭ вносит интенсификация экспрессии гена nad-me2, тогда как экспрессия nad-me1 при засолении увеличивается в меньшей степени. Метил-специфичная ПЦР показала обратную зависимость между экспрессией nad-me2 и степенью метилирования промотора данного гена, в то время как nad-me1 и nadf-me, по-видимому, регулируются иными механизмами. Предполагается разная функциональная роль каждой изоформы исследуемых малик-энзимов в адаптивной реакции клеточного метаболизма.

Об авторах

А. Т. Епринцев

ФГБОУ ВО “Воронежский государственный университет”

Автор, ответственный за переписку.
Email: bc366@bio.vsu.ru
Россия, 394018, Воронеж, Университетская пл., 1

М. О. Гатауллина

ФГБОУ ВО “Воронежский государственный университет”

Email: bc366@bio.vsu.ru
Россия, 394018, Воронеж, Университетская пл., 1

Список литературы

  1. Гааль Э., Медьеши Г., Верецкеи Л. Электрофорез в разделении биологических макромолекул. М.: Мир, 1982. 446 с.
  2. Епринцев А.Т., Гатауллина М.О. Кинетические свойства НАДФ+-зависимой декарбоксилирующей малатдегидрогеназы из листьев кукурузы // Прикладная биохимия и микробиология. 2021. Т. 57. № 1. С. 54–58.
  3. Епринцев А.Т., Федорин Д.Н., Анохина Г.Б., Гатауллина М.О. Роль эпигенетических механизмов в регуляции активности 2-ОГДГ и МДГ в листьях кукурузы (Zea mays L.) при гипоксии //Физиология растений. 2021. Т. 68. № 2. С. 187–193.
  4. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. шк. 1990. 351 с.
  5. Полевой В.В. Физиология растений. Москва: Высшая школа. 1989. 464 с.
  6. Селиванова Н.В., Федорин Д.Н., Епринцев А.Т. Биохимические методы исследования ферментов глиоксилатного цикла и ЦТК. Изд. дом Воронежского гос. унив-та 2014. 40 с.
  7. Ступак Е.Э., Вафина Г.Х. Метилирование ДНК в зародышах и проростках растений // Экобиотех. 2021. Т. 4. № 1. С. 1–5.
  8. Aceituno F.F., Moseyko N., Rhee S.Y., Gutiérrez R.A. The rules of gene expression in plants: organ identity and gene body methylation are key factors for regulation of gene expression in Arabidopsis thaliana // BMC genomics. 2008. V. 9. № 1. P. 1–14.
  9. Badia M.B., Mans R., Lis A.V., Tronconi M.A., Arias C.L., Maurino V.G., Andreo C.S., Drincovich M.F., Maris A.J.A., Gerrard Wheeler M.C. Specific Arabidopsis thaliana malic enzyme isoforms can provide anaplerotic pyruvate carboxylation function in Saccharomyces cerevisiae // FEBS J. 2017. V. 284. № 4. P. 654–665.
  10. Chen Q., Wang B., Ding H., Zhang J., Li S. The role of NADP-malic enzyme in plants under stress // Plant Sci. 2019. V. 281. P. 206–212.
  11. Chomczynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidiniumthiocyanate-phenol-chloroform extraction // Anal. Biochem. 1987. V. 162. P. 156–159.
  12. Davies D.D. The. central role of phosphoenolpyruvate in plant metabolism // Ann. Rev. Plant Physiol. 1979. V. 30. № 1. P. 131–158.
  13. Emami P., Razi H., Dastfal M. Effect of salt stress on NADP-Malic enzyme activity, proline and ionic contents of durum wheat genotypes // Biol. Forum – An Intern. J. 2016. V. 8. № 2. P. 112–119.
  14. Eprintsev A.T., Fedorin D.N., Dobychina M.A., Igamberdiev A.U. Expression and promoter methylation of succinate dehydrogenase and fumarase genes in maize under anoxic conditions // J. Plant Physiol. 2017. V. 216. P. 197–201.
  15. Eprintsev A.T. Fedorin D.N., Dobychina M.A., Igamberdiev A.U. Regulation of expression of the mitochondrial and peroxisomal forms of citrate synthase in maize during germination and in response to light // Plant Science. 2018. V. 272. P. 157–163.
  16. Eprintsev A.T., Fedorin D.N., Cherkasskikh M.V., Igamberdiev A.U. Regulation of expression of the mitochondrial and cytosolic forms of aconitase in maize leaves via phytochrome // Plant Physiol. Biochem. 2020a. V. 146. P. 157–162.
  17. Eprintsev A.T., Fedorin D.N., Gataullina M.O., Igamberdiev A.U. Two forms of NAD-malic enzyme in maize leaves are regulated by light in opposite ways via promoter methylation // J. Plant Physiology. 2020b. V. 251. P. 153–193.
  18. Eprintsev A.T., Fedorin D.N., Cherkasskikh M.V., Igamberdiev A.U. Effect of salt stress on the expression and promoter methylation of the genes encoding the mitochondrial and cytosolic forms of aconitase and fumarase in maize // Intern. J. Mol. Sci. 2021.
  19. Hill S., Winning, B., Jenner H., Knorpp C., Leaver C. Role of NAD+-dependent ‘malic’enzyme and pyruvate dehydrogenase complex in leaf metabolism // Biochem. Soc. Transactions. 1996. V. 24. № 3. P. 743–746.
  20. Hsieh C.L. Evidence that protein binding specifies sites of DNA demethylation // Mol. Cell Biol. 1999. V. 19. P. 46–56.
  21. Igamberdiev A.U., Bykova N.V. Role of organic acids in the integration of cellular redox metabolism and mediation of redox signalling in photosynthetic tissues of higher plants // Free Rad. Biol. Med. 2018. V. 122. P. 74–85.
  22. Igamberdiev A.U., Eprintsev A.T. Organic acids: the pools of fixed carbon involved in redox regulation and energy balance in higher plants // Frontiers in Plant Science. 2016. V. 7. P. 1042.
  23. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2–ΔΔCt method // Methods. 2001. V. 25. P. 402–408.
  24. Mayer B.F., Ali-Benali M.A., Demone J., Bertrand A., Charron J.B. Cold acclimation induces distinctive changes in the chromatin state and transcript levels of COR genes in Cannabis sativa varieties with contrasting cold acclimation capacities // Physiologia Plantarum. 2015. V. 155. № 3. P. 281–295.
  25. Nicot N., Hausman J.F., Hoffmann L., Evers D. Housekeeping gene selection for real-time RT-PCR normalization in potato during biotic and abiotic stress // J. Exp. Bot. 2005. V. 56. P. 2907–2914.
  26. Sun X., Han G., Meng Z., Lin L., Sui N. Roles of malic enzymes in plant development and stress responses // Plant signaling and behavior. 2019. V. 14. № 10. P. e1644596.
  27. Weimberg R. Effect of sodium chloride on the activity of a soluble malate dehydrogenase from pea seeds // J. Biological Chemistry. 1967. V. 242. № 12. P. 3000–3006.

Дополнительные файлы


© А.Т. Епринцев, М.О. Гатауллина, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах