Действие двухвалентных катионов металлов на функционирование НАДФ+-зависимой малатдегидрогеназы из листьев кукурузы

Марина Олеговна  Гатауллина; Александр Трофимович Епринцев

doi:10.17308/sorpchrom.2020.20/2872

Марина Олеговна Гатауллина ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Воронеж
Александр Трофимович Епринцев ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Воронеж

DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2020.20/2872

Ключевые слова: НАДФ -малатдегидрогеназа, Zea mays, мезофилл, ионообменная хроматография, электрофорез, двухвалентные металлы.

Аннотация

Малатдегидрогеназа (МДГ, НАДФ-зависимая оксидоредуктаза, КФ 1.1.1.82) – НАДФ+-МДГ (КФ 1.1.1.82) является важным ферментом, метаболизирующим органические кислоты растений. Целью данной работы являлось определение таких регуляторных свойств энзима как влияение двухвалентных металлов на его активность. В качестве объекта исследования использовали листья 10-дневных проростков кукурузы. Разделение тканей проводили по методу Клечковского. Очистка фермента была проведена классическим методом. В качестве исследуемых ионов брались хлориды таких двухвалентных катионов металлов как магний, кальций, барий и марганец. Таким образом, четырех стадийная очистка, включающая в себя гомогенизацию, фракционирование сульфатом аммония, гель-фильтрацию на сефадексе G-25 и ионообменную хроматографию на ДЭАЭ-Sephacel, позволила получить высокоочищенные препараты НАДФ+-малатдегидрогеназы из мезофилла листьев кукурузы. При этом степень очистки выросла в 57 раз, а процент выхода исследуемого белка от общего равнялся 6%. Удельная активность очищенной НАДФ+-зависимой малатдегидрогеназы при пересчете на миллиграмм белка составила 91 ферментативную единицу. При универсальном окрашивании нитратом серебра и специфическом окрашивании тетразолиевым методом полиакриламидного геля, полученного после электрофореза очищенной МДГ, была обнаружена только одна белковая полоса, что свидетельствует о гомогенности очищенного препарата малатдегидрогеназы. Исследование влияния катионов различных металлов позволило выявить их действие на функционирование малатдегидрогеназы. Было изучено влияние хлоридов ионов Mg2+, Мn2+, Ва2+, Са2+ на активность очищенного препарата. Показано, что магний в небольших концентрациях (до 3 мМ) активирует НАДФ+-зависимый МДГ. Марганец и барий, напротив, ингибируют фермент. Ионы кальция не оказывали влияния на активность МДГ. Анализ полученных данных, осуществленный с помощью графиков Лайнуивера-Берка, позволил установить наличие разных типов ингибирования. Конкурентный тип ингибирования характерен для действия катионов марганца. Для катионов бария выявлен бесконкурентный тип торможения работы фермента.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Марина Олеговна Гатауллина, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Воронеж

ассистент, кафедра биохимии и физиологии клетки, Воронежский государственный университет, Воронеж, тел.(473)2208877

Александр Трофимович Епринцев , ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Воронеж

д.б.н., проф., кафедра биохимии и физиологии клетки, Воронежский государственный университет, Воронеж, тел.(473)2208877

Литература

Komov V.P., Shvedova V.N., Biokhimija, M., Uright, 2015, 640 p. 2. Mamushina N.S., Zubkova E.K., Botanicheskij zhurnal, 2005, Vol. 90, No 11, pp. 16411650. 3. Marri R., Grenner D., Mejes P., Rodujell V. Biokhimija cheloveka, V 2-h tomah. Vol. 1, M., Mir, 1993, 384 p. 4. Minkina T.M., Motuzova G.V., Mandzhieva S.S., Nazarenko O.G. et al., Nauchnyj zhurnal Rossijskogo NII problem melioracii, 2011, No 4. 5. Bednjakov D.A., Nevaljonnaja L.A., Novinskij V.Ju., Vestnik Astrahanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Serija: Rybnoe hozjajstvo, 2011, No 2, pp. 74-77. 6. Gataullina M.O., Eprintsev A.T., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2018, Vol. 18, No 1, pp. 111-117.

Eprincev A.T., Gataullina M.O., Ljashhenko M.S., Prikladnaja biohimija i mikrobiologija, 2016, Vol. 52, No 4, pp. 365-369. 8. Davis B.J., Ornstein L. Society for the study at the New York Academy of medicine. 1959. pp. 112-118. 9. Lowry O.H., Rosebrough H.J., Papp A.H. et al., J. Biologi, 1951, Vol. 193, pp. 265-275. 10. Selemenev V.F., Slavinskaya, G.V., Khokhlov V.Yu., Ivanov V.A. et al., Praktikum po ionnomu obmenu, Voronezh, VGU, 2004, 160 p. 11. Rudakov O.B., Selemenev V.F. Fizikohimicheskie sistemy sorbat-sorbent-jeljuent v zhidkostnoj hromatografii, Voronezh, VGU, 2003, 300 p. 12. Smirnov V.A., Klimochkin Ju.N. Vitaminy i kofermenty, Samara, Samar. gos. tehn. un-t, 2008, 92 p. 13. Shlejkin A.G., Skvorcova N.N., Blandov N.N. Prikladnaya enzymologia: uchebnoeposobie. SPb, Universitet ITMO, 2019. 160 p. 14. Peers M.K. Toogood H.S., Heye, D.J., Mansell D. et al., Catalysis science & technology, 2016, Vol.6, No 1, pp.169-177. 15. Neneng L., Gunawan Y.E., Journal of Tropical Life Science, 2018, Vol. 8, No 1, pp. 228158.

Ahmed K.B.A., Raman T., Veerappan A., Materials Science and Engineering: C, 2016, Vol. 68, pp. 939-947. 17. Parfenova I.V. avtoref. dis. kand. biolog.nauk. Voronezh, VGU, 2011, 23 p. 18. Plakunov V.K., Nikolaev Ju.A., Osnovy dinamicheskoj biohimii, M., Logos, 2010, 216p.