Физико-химические и каталитические свойства гомогенных изоформ γ-гидроксибутиратдегидрогеназы из кукурузы (Zea mays L.)
- Авторы: Анохина Г.Б.1, Плотникова Е.В.1, Епринцев А.Т.1
-
Учреждения:
- Воронежский государственный университет
- Выпуск: Том 61, № 3 (2025)
- Страницы: 249-259
- Раздел: Статьи
- URL: https://ruspoj.com/0555-1099/article/view/689276
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0555109925030038
- EDN: https://elibrary.ru/FNLUFH
- ID: 689276
Цитировать
Полный текст



Аннотация
γ-Гидроксибутиратдегидрогеназа (ГБДГ) — фермент класса оксидоредуктаз, катализирующий обратимое превращение сукцинилового полуальдегида (ССА) в γ-гидроксимасляную кислоту (ГОМК). Установлено, что в проростках кукурузы ГБДГ имеет митохондриальную (73.7%) и цитоплазматическую локализацию (26.3%). Получены два гомогенных препарата изоформ ГБДГ из 7-дневных проростков кукурузы. Очищенный препарат ГБДГ1 имел молекулярную массу нативной молекулы 60.3 кДа (Мr отдельных субъединиц ~15 кДа). ГБДГ2 — гетеромер с молекулярной массой ~ 286 кДа состоял из субъединиц с Mr в диапазоне от 52 до 66 кДа. Оптимальные значения рН полученных ферментов различались: для ГБДГ1 по реакции окисления γ-гидроксибутирата — 9.0, для ГБДГ2 оптимум рН — 7.0. Кинетика ферментативной реакции превращения ГОМК в сукциниловый семиальдегид подчиняется уравнению Михаэлиса-Ментен. Значение Км для ГБДГ1 по γ-гидроксимасляной кислоте составило 0.31 ± 0.01 мМ, а по НАД+ − 0.47 мМ ± 0.02. Для ГБДГ2 величина Км с субстратом ГОМК составляла 0.7 ± 0.03 мМ, Км по НАД+ 0.19 ± 0.01 мМ. Показано, что CaCl2 и KCl увеличивали активность ГБДГ1, в то время как MgCl2 оказывал незначительное ингибирующее действие. Каталитическая активность ГБДГ2 увеличивалась как в присутствии CaCl2, KCl, так и MgCl2. Проведенное исследование имеет как фундаментальное значение, расширяя знания о свойствах ГБДГ и ее роли в метаболизме растительной клетки, так и прикладное — данные о механизмах регуляции работы ГБДГ могут быть использованы для разработки методов увеличения продуктивности и устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
Г. Б. Анохина
Воронежский государственный университет
Email: bc366@bio.vsu.ru
Россия, Воронеж, 394018
Е. В. Плотникова
Воронежский государственный университет
Email: bc366@bio.vsu.ru
Россия, Воронеж, 394018
А. Т. Епринцев
Воронежский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: bc366@bio.vsu.ru
Россия, Воронеж, 394018
Список литературы
- Breitkreuz K.E., Allan W.L., Van Cauwenberghe O.R., Jakobs C., Talibi D., Andre B., Shelp B.J. //J. Biol. Chem. 2003. V. 278. № 42. P. 41552−41556. https://doi.org/10.1074/jbc.M305717200
- Eprintsev A.T., Anokhina G.B., Selivanova P.S., Moskvina P.P., Igamberdiev A.U. // Plants. 2024. V.13. № 18. P. 2651. https://doi.org/10.3390/plants13182651
- Busch K. B., Fromm H. // Plant Physiol. 1999. V. 121. № 2. P. 589−598. https://doi.org/10.1104/pp.121.2.589
- Weber H., Chételat A., Reymond P., Farmer E.E. // Plant J. 2004. V. 37. № 6. P. 877−888. https://doi.org/10.1111/j.1365-313X.2003.02013.x
- Ji J., Yue J., Xie T., Chen W., Du C., Chang E. et al. // Planta. 2018. V. 248. P. 675−690. https://doi.org/10.1007/s00425-018-2915-9
- Andriamampandry C., Siffert J.C., Schmitt M., Garnier J.M., Staub A., Muller C. et al. // Biochem. J. 1998. V. 334. № 1. P. 43−50. https://doi.org/doi: 10.1042/bj3340043
- Schaller, M., Schaffhauser, M., Sans, N. and Wermuth, B. // Eur. J. Biochem. 1999. V. 265. № 3. P. 1056−1060. https://doi.org/10.1046/j.1432-1327.1999.00826.x
- Hoover G.J., Prentice G.A., Merrill A.R., Shelp B.J. // Botany. 2007. V. 85. № 9. P. 896−902. https://doi.org/10.1139/B07-082
- Simpson J.P., Di Leo R., Dhanoa P.K., Allan W.L., Makhmoudova A., Clark S.M., et al. // J. Exp. Bot 2008. V. 59. № 9. P. 2545−2554. https://doi.org/10.1093/jxb/ern123
- Allan W.L., Simpson J.P., Clark S.M., Shelp B.J. // J. Exp. Bot. 2008. V. 59. № 9. P. 2555−2564. https://doi.org/10.1093/jxb/ern122
- Allan L.W., Peiris C., Bown A.W., Shelp B.J. // Canadian Journal of Plant Science. 2003. V. 83. № 4. P. 951−953. https://doi.org/10.4141/P03-085
- Fait A., Yellin A., Fromm H. // Communication in Plants: Neuronal Aspects of Plant Life. 2006. P. 171−185. https://doi.org/10.1007/978-3-540-28516-8_12
- Tay E., Lo W. K. W., Murnion B. // Subst. Abuse Rehabil. 2022. V. 13. P. 13−23. https://doi.org/10.2147/SAR.S315720
- Trainer M.A., Charles T.C. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2006. V. 71. № 4. P. 377−386. https://doi.org/10.1007/s00253-006-0354-1
- Плотникова Е.В., Анохина Г.Б., Епринцев А.Т., Вандышев Д.Ю. // Вестник Воронежского государственного университета Серия: Химия. Биология. Фармация. 2023. № 3 С. 25−30.
- Kaufman E.E., Nelson T. // Neurochem. Res. 1991. V. 16. P. 965−974. https://doi.org/10.1007/BF00965839
- Taxon E.S., Halbers L.P., Parsons S.M. // BBA-Proteins and Proteomics. 2020. V. 1868. № 5. P. 140376. https://doi.org/10.1016/j.bbapap.2020.140376
- Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: Электрофорез и ультрацентрифугирование, М.: Наука, 1981. 288 с.
- Pathuri I.P., Reitberger I.E., Hückelhoven R., Proels R.K. // J. Exp. Bot. 2011. V. 10. P. 3449–3457. https://doi.org/10.1093/jxb/err017
- Попов В.Н., Епринцев А.Т., Федорин Д.Н. // Физиология растений. 2007. Т. 54. № 3. С. 409‒415.
- Епринцев А.Т., Федорин Д.Н., Селиванова Н.В., Ву Т.Л., Махмуд А.С., Попов В.Н. // Физиология растений. 2012. Т. 59. № 3. С. 332–340.
- Jelski W., Laniewska-Dunaj M., Orywal K., Kochanowicz J., Rutkowski R., Szmitkowski M. // Neurochem Res. 2014. V. 39. P. 2313–2318.
- Детерман Г. Гель-хроматография. М.: Мир, 1970. C. 252.
- Tulchin N., Ornstein L., Davis B.J. // Anal. Biochem. 1976. V. 72. № 1−2. P. 485−490. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90558-3
- Молекулярно-генетические и биохимические методы в современной биологии растений / Под.ред. Вл.В. Кузнецова, В.В. Кузнецова, Г.А. Романова. Эл. Издание. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. С. 487
- Маурер Г. Диск-электрофорез: Теория и практика электрофореза в полиакриламидном геле. Пер. с нем. М.: Мир, 1971. С. 248.
- Гааль Э., Медьеши Г., Верецкеи Л. Электрофорез в разделении биологических макромолекул. М.: Мир, 1982. C. 446.
- Laemmly U.K. // Nature. 1970. V. 77. № 4. P. 680−683. https://doi.org/10.1038/227680a0
- Shevchenko A., Wilm M., Vorm O., Mann M. // Anal. Chem. 1996. V. 68. № 5. P. 850−858. https://doi.org/10.1021/ac950914h
- Zarei A., Brikis C.J., Bajwa V.S., Chiu G.Z., Simpson J.P. et al. // Frontiers in Plant Science. 2017. V. 8. P. 1399. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01399
- Bouché N., Fait A., Bouchez D., Moller S.G., Fromm H. // PNAS. 2003. V. 100. № 11. P. 6843−6848. https://doi.org/10.1073/pnas.1037532100
- Shelp B.J., Allan W.L., Faure D. //Plant-Environment Interactions From Sensory Plant Biology to Active Plant Behavior. / Ed. F. Baluska. Springer, 2009. P. 73−84. https://doi.org/10.1007/978-3-540-89230-4_4
- Bravo D.T., Harris D.O., Parsons S.M. // Journal of Forensic Sciences. 2004. V. 49. № 2. P. 379−387.
Дополнительные файлы
