<<
>>

ИССЛЕДОВАНИЯ БЕЛКОВ КАРТОФЕЛЯ

Как уже указывалось, белки устойчивых и восприимчивых сортов отличаются по содержанию тполовых групп, по динамике биосинтеза и, конечно, по реакции на воздействие паразита. К тому, что уже было сказано, надо добавить, что устойчивость коллоидов тканей пораженных органов растений восприимчивых сортов к действию различных коагулирующих агентов значительно ниже по сравнению с устойчивостью коллоидов тканей здоровых органов; у устойчивых сортов при заражении эти показатели или не менялись, или же наблюдалось даже повышение порога коагуляции коллоидов.

В зараженных тканях восприимчивых сортов еще при отсутствии у них явных признаков поражения значительно повышалась проницаемость плазмы и клеточных коллоидов. Между устойчивыми и восприимчивыми сортами не было обнаружено различии по величине проницаемости. Однако эти различия весьма четко проявились после кратковременного облучения (3 мин.) ртутно-кварцевой лампой ПРК-7 срезов клубней, находящихся в состоянии покоя (табл. 1). В этих условиях выход органических веществ, окисляемых перманганатом, из срезов клубней восприимчивых сортов был заметно большим, чем в случае устойчивых.

Далее, методом хроматоэлектрофореза был изучен аминокислотный состав водо-, соле- и щелочерастворимых белков, выделенных из клубней, наростов, ростков и корней [17]. Гидролизовали также мязгу, содержащую остаточные белки, не извлеченные указанными растворителями. Максимальное число аминокислот, обнаруженных в гидролизатах белков, достигало 22. В остаточных белках раковых наростов были также обнаружены три неидентифицированные аминокислоты, а в гидролизате спорангиев возбудителя рака — четыре. Несомненный интерес представляет существование различий между устойчивыми и восприимчивыми к раку сортами в аминокислотном составе остаточных белков клубней. В гидролизате этой фракции белков из клубней устойчивых сортов выявляется в условиях опыта не более 9—10 аминокислот, тогда как в остаточных белках из клубней

Проницаемость срезов клубней до и после ультрафиолетового облучения (в мл 0,05 н.

КМп04)

Сорт

До

облу

чения

После

облу

чения

Уве

личе

ние

Сорт

облу

чения

После

облу

чения

Уве

личе

ние

Восприим

чивые

Октябренок . . .

1,9

4,0

2,1

Лорх

1,4

4,7

3,3

Имандра ....

1,8

4,3

2,5

Вольтман ....

1,4

4,7

3,3

Юбель

1,7

4,0

2,3

Эпрон

0,9

4,6

3,7

Зарница ....

1,5

3,9

2,4

Нарымчанин . .

1,3

4,6

3,3

Островский . . .

1,4

4,3

2,9

Промышленный .

1,4

4,5

3,1

Приекульский

Стахановский . .

1,5

4,6

3,1

ранний ....

1,3

3,8

2,5'

Ударник ....

1,2

4,6

3,4

Карнеа

2,0

4,7

2,7

Элла

1,5

4,6

3,1

Бородянский .

.

1,4

4,1

2,7

Чаривница . . .

3,0

4,2

1,2

Гренцмарк . . .

4,2

2,1

» стоичивьте

Камераз

1,4

3,8

2,4

Екатерининский .

1,8

4,2

2,4

восприимчивых сортов насчитывается уже 15—16 аминокислот, в том числе пролин и оксипролин.

Для количественного учета различных фракций белков последние были выделены из сухих ацетоновых препаратов здоровых клубней и наростов. Был подтвержден факт большого накопления белкового азота в раковом наросте: в клубне его содержалось 6,85 мг на 1 г сухого веса, а в наросте — 21,5 мг. В раковом наросте азот остаточных белков составлял 11,59 мг, а в клубне — всего 0,3 мг. Такое большое накопление остаточных белков характерно только для наростовой ткани и несвойственно здоровым и даже зараженным клубням. Проведенные количественные определения содержания в белках метионина и цистннн дали дополнительные доказательства специфичности белка наростов.

Исследование фракционного состава белков сока проводили методом электрофореза на бумаге. Сок выделяли из срезов клубней, которые промывали в воде 2 час., а затем в течение 30 мин.

инфильтрировали растворами метабисульфита калия и бисульфита натрия. Сопоставление большого числа электрофореграмм показало, что сок устойчивых к раку сортов дает при электрофорезе, как правило, меньшее число фракций (3—5), в то время как в соке восприимчивых сортов их обнаруживается в тех же усло-

виях 5 — 7. С другой стороны, было видно, что отрицательный заряд некоторых фракций белков восприимчивых сортов, который появляется в результате их диссоциации в щелочном буфере, меньше по величине, чем заряд белков устойчивых сортов. В результате этого скорость передвижения некоторых белковых фракции в соке восприимчивых сортов оказывается меньше скорости электроосмоса, и этп фракции передвигаются к катоду, хотя на самом деле обладают обычной анодной подвижностью. После воздействия на срезы мочевины или после повторного их замораживания н оттаивания электрофоретическая характеристика сока менялась только в случае восприимчивых к раку сортов.

В дальнейшем для изучения иммунологической специфичности белков устойчивых и восприимчивых к раку сортов были применены некоторые современные иммуно-химические методы и в первую очередь титрование антител раствором антигена с последующим количественным определением белка в преципитате. Результаты определений титров преципитации, проведенных как с гомологичными сыворотками, так и перекрестно, так же как и особенности преципитационных кривых, дали доказательства определенной антигенной специфичности белков, выделенных из устойчивых, восприимчивых сортов и опухолевой ткани [17]. Дальнейшие исследования, проведенные с помощью нового метода определения и выделения антител, разработанного

А.              Е. Гурвичем, и методом преципитации в агаре по Оухтерлони, подтвердили наличие иммунологических различий между белками устойчивых и восприимчивых к раку сортов [18]. Есть основания думать, что в белках восприимчивых сортов имеется дополнительная фракция со специфическими свойствами.

Продолжая сравнительное изучение белков, мы провели ряд опытов с использованием красителей.

Как известно, степень адсорбции тех или иных красителей белками зависит от содержания в последних определенных ноногенных групп. Определяя степень адсорбции, можно обнаружить самые ранние стадии де- иатурационных изменений в белках [19, 20]. Первая серия опытов была проведена с малахитовым зеленым — одним из красителей трифенплметанового ряда, способных присоединяться к белкам по месту тиоловых групп и при этом обесцвечиваться. Во второй и третьей сериях опытов исследовали взаимодействие белков с оранжевым Ж и сафранином, предложенными Френ- кель-Конратом и Купером для определения соответственно основных и кислых групп белков [21]. Четвертую серию опытов пропели с конго-красным — кислым красителем, большой анион которого может связываться только реактивными основными группами белков.

Белкп для опытов с красителями выделяли из сока клубней ацетоном на холоду, промывали спиртом, эфиром и сушили. lt; Определяли также сорбцию красителей белками, выделенными из сока трихлоруксусной кислотой, промытыми спиртом и растворенными в буфере. Концентрацию растворов уравнивали, определяя содержание белка по Лоури.

Белки восприимчивых сортов картофеля при различных вариантах постановки опытов проявляли большую способность обесцвечивать малахитовый зеленый, чем белки устойчивых сортов. Добавление мочевины (100 мг/мл) еще больше повышало адсорбционную способность белков восприимчивых сортов. Кратковременное ультрафиолетовое облучение, наоборот, оказывало аналогичное действие только на белки устойчивых сортов [22].

В случае сафранина 10 мг белка растворяли в 1 мл фосфатного буфера, pH 11,5. К раствору белка прибавляли 3 мл 0,2%-ного раствора краски и через 15 мин. центрифугировали при 8000 об/мин. Надосадочную жидкость разводили в 50 раз дистиллированной водой и колориметрировали с синим светофильтром, определяя таким образом количество краски, оставшейся не связанной белком. Параллельно белок, осажденный ТХУ из 2 мл свежеприготовленного сока клубней, растворяли в 2 мл того же буфера, добавляли 4 мл раствора краски, центрифугировали и колориметрировали после разведения в 50 раз.

При изучении сорбции оранжевого Ж 10 мг белка, выделенного ацетоном, суспендировали в 1 мл лимоннокислого буфера, pH 2,2, добавляли 3 мл 0,1%-ного раствора краски и через 15 мин. центрифугировали. Надосадочную жидкость перед колориметрированием разводили в 25 раз дистиллированной водой. Работая с конго-красным, брали 5 мл раствора «ацетонового белка» (6 мг/мл) в фосфатном буфере, pH 6,85 и добавляли 1 мл 0,02%-ного раствора краски; или же белок, выделенный из 1 мл свежеприготовленного сока с помощью ТХУ, растворяли в 10 мл того же фосфатного буфера, брали 3 мл такого раствора, добавляли 1 мл краски, центрифугировали и колориметрировали.

Полученные данные представлены в табл. 2. Как видно, белки устойчивых к раку сортов обнаружили более высокую способность к адсорбции сафранина и меньшую к конго-красному но сравнению с белками восприимчивых сортов; можно считать, следовательно, что белки устойчивых сортов содержат больше кислых групп и меньше реактивных основных (аминогрупп, гуанидиновых и пмидазольных остатков); этот вывод согласуется с результатами наших электрофоретических определений. Так как белки устойчивых сортов содержат, по нашим данным, меньше тиоловых групп, чем белки восприимчивых, то преобладание в них кислых групп идет, по-видимому, за счет карбоксильных, а может быть, и фенольных групп.

Белки устойчивых и восприимчивых сортов в условиях опытов в одинаковой степени сорбировали оранжевый Ж. Однако достаточно четкое различие между белками этих групп сортов выявилось после их кратковременного (трехминутного) нагрева-

Сорт аце

тоном

ТХУ аце

тоном

ацетоном и прогретые 3 мин. при 60° С аце

тоном

ацетоном и прогретые 3 мин. при 6и3 С ТХУ ТХУ и прогретые 3 мин. при 60° С

сафранин

оранжевый Ж

конго-

красный

Вое

II р II И gt;1 Ч II в ы е

Эпрон 66,0 85,0 57,8 62,2 71,4 77,4 68,2 71,3
Вольтман 65,8 84,9 58,7 68,0 74,5 7У,3 67,5 72,3
Нарымчанин 67,7 84,5 60,9 67,8 74,0 75,9 67,0 72,0
Промышленный . . . 66,5 86,9 57,0 63,1 73,2 79,8 69,1 72,1
Стахановский .... 68,5 85,5 57,1 64,6 74,4 78,5 69,1 71,9
У стой ч и в ь е
Камераз 72,8 89,1 57,5 58,0 65,8 66,3 66,0 68,2
Имандра 72,6 91,1 57,8 61,4 66,5 71,3 59,2 62,1
Фрюмелле 73,1 88,5 58,5 61,1 66,1 73,2 64,8 67,9
Юбель 73,4 91,0 57,0 60,0 62,8 69,2 65,5 68,9
Зарница 69,2 89,0 57,2 59,3 65,9 68,0 65,8 70,4

!

Белки, выделенные

Адсорбция красителей белками (в единицах шкалы ФЭКа)

нпя при 60° С. Такое слабое денатурирующее воздействие оказалось в данном случае хорошим «проявителем» скрытых особенностей этих белков (см. рисунок). Более продолжительное на- гревание приводило к быстрому снижению степени сорбции краски.

Характерно, что скачок в адсорбции краски наблюдается только в том случае, если раствор белка нагревали вместе с краской. Если же раствор краски прибавляли к прогретому белку после его охлаждения, то результат ничем не отличался от контроля — или потому, что белок успевал вернуться к прежнему устойчивому состоянию, или в результате агрегации белковых молекул, которая, как известно, особенно легко протекает после тепловой денатурации.

Мы не останавливаемся здесь на результатах опытов, целью которых было исследовать влияние мочевины на сорбцию красителей белками. Так же как и нагревание, действие мочевины выявляло различия между белками обоих сортов. Так, например, добавление ее полностью меняло характер адсорбции белками сафранина: если до добавления мочевины белки устойчивых

  1. Биохимические основы защиты растений

сортов адсорбировали больше сафранина, то после денатурирующего воздействия мочевины большей способностью адсорбировать краситель обладали уже белки восприимчивых сортов.

В целом проведенная с красками работа дала нам новые доказательства существования различий между белками устойчивых и восприимчивых сортов по содержанию активных функциональных групп, определяющих химическую и функциональную активность белков, а также по реакции на денатурирующие воздействия. Если действительно проникающий в клетки возбудитель рака вызывает, как мы предполагаем, патологическое раздражение ткани и изменение структуры клеточных белков, сходное с процессом их обратимой денатурации, то данные, свидетельствующие о различной податливости этих белков денатурирующим воздействиям, представляют первостепенный интерес.

Совместно с И. Н. Кадырмаговым мы предприняли изучение динамики расщепления белков устойчивых и восприимчивых к раку сортов как под действием собственных протеаз (в автолитических смесях), так и под действием других протео- литических ферментов. В работе были использованы препараты трипсина и папаина, а также протеоли- тин—препарат, содержащий комплекс протеолитических ферментов поджелудочной железы [23]. Белки были выделены из сока 11 сортов картофеля; для этого брали клубни, находящиеся I! состоянии иокоя, растирали их на холоду с добавлением метабисульфита калия и аскорбиновой кислоты, сок отжимали и центрифугировали; белки из сока выделяли, добавляя охлажденный ацетон из расчета 500 мл на 1 л сока.

При испытании действия папаина белок и фермент растворяли в дистиллированной воде; в случае протеолптина и трипсина растворы готовили на фосфатном буфере, pH 7,4. Папаин предварительно активировали, добавляя к пробе 1 мл 0,01 М цианистого калия и 0,25 мл 0,01 М солянокислого цистеина. Инкубационная смесь содержала всегда 2 мл раствора белка (20 мг/мл), 1 мл раствора фермента и 1,25 мл раствора активатора или воды. Концентрация папаина составляла 2 мг/мл ипкубационной смеси, трипсина — 3 мг/мл п протеолитина — 10 мг/мл. Об активности протеаз судили по приросту аминного азота в инкубируемой

смеси. Концентрацию амшшого азота определяли нингидриновым способом в присутствии версена, по Мейеру [24]. Калибровочную кривую строили ПО глицину.

Полученные данные о ферментативном атакуемостн белков клубней предет.)плены в табл. 'Л. Как иидно, имеет место очень заметное торможение нротеолиза н случае белков устойчивых к раку сортов (при двухчасовой инкубации). Особенно резким это торможение оказывается в слзчае действия папапна. Причиной этого интеросного явления могут быть какие-то особенности структуры белков устойчивых к раку сортов, определяющие их большую устойчивость и меньшую податливость денатурацион- ным воздействиям. По мнению многих авторов [25—28], денатурация является необходимым предварительным этаном энзиматического протеолпза глобулярных белков. Возможно, что более легкий протеолпз белков восприимчивых к раку сортов связан с большим содержанием в них тиоловых групп, участвующих в восстановлении дисульфидных групп фермента и в образовании промежуточного соединения фермент—субстрат [29].

В следующих опытах исследовали протеолпз белков после предварительных денатурирующих воздействий (табл. 4). В первом варианте белки денатурировали мочевиной, прибавляя ее

Таблица 3

Атакуемость белков клубней ферментами (ашшный азот в мкг/мл)

Сор г

Трипсин

Папайи

Протсо-

лпткн

Трипсин

Папаин

Протео-

ЛИТ1ІН

ИнкуГгация 2 часа

Суточная инкубация

V с т и п

Ч II в ы е

Камераз

              2

—5

0

39

17

33

Имандра

— 6

9

—4

20

70

30

10 бель

0

              2

0

33

74

11

Фрюмелле

—4

—3

—3

16

30

44

Зарница

2

—5

0

23

79

40

В с

С 11 Р И II М Ч 11 в

ы е

Эпрон ....

26

51

7

44

93

65

Стахановский

7

1 1

14

40

39

43

Вольтман . .

8

24

4

40

65

49

Нарымчапин . .

4

27

10

43

83

51

Лорх

14

38

2

50

80

53

Промышленный

К)

38

2

36

85

49

Влияние денатурирующих воздействий на ферментативную расщепляемость белков (амшшый азот в мкг/мл)

Вариант опыта

Устойчивые сорта

Восприимчивые copia

Камераз

Имандра

Юбель

Фрю-

мелло

Зарница

о

?.

Й

              1

Нарым-

чанин

Ста ха- і новский

Вольтман

Промышленный 1

П а и а и п

Контроль

і

і

2

0

6

19

20

13

13

11

Мочевшш

39

38

19

20

24

15

6

и

15

15

Нагревание

16

21

1

0

-5

2

9

-3

-2

-3

Мочевина + роданид ....

зо

46'

33

40

30

20

23

13

4

16

11 р о т е о л и т и и

Контроль

7

1

4

0

7

20

.11

21

16

11

Мочевина

22

19

16

26

20

-1

1

И

0

—9

Нагревание

26

25

23

7

20

4

18

1

3

6

Мочевина -{- роданид ....

36

39

33

25

31

13

26

7

6

S

Т

р и п с ин

Контроль

0

1

3

0

5

9

9

4

8

8

Мочевина

14

12

2

8

И

7

э

4

3

4

Нагревание

0

0

1

0

4

2

—7

—4

1

0

Мочевина -|- роданид ....

13

23

24

24

20

И

24

8

14

6

Примечание: в графе «Контроль» дается разница в содержании аминоазота между пробами после двухчасовой инкубации и контрольными пробами (без инкубации); в остальных графах — разница между приростами аминоазота, наблюдаемыми после денатурирующего воздействия на белки и без него.

к 2 мл раствора белка до конечной 8 М концентрации; с целью тепловой денатурации раствор белка выдерживали в термостате в течение часа при температуре 39°С; третий вариант состоял в том, что к 2 мл белка прибавляли мочевину до той же 8 М концентрации, а затем 1 мл 2 н. раствора роданистого калия, после чего смесь оставляли на час в термостате при температуре 39° С. Добавлявшийся роданистый калии относится к числу солей, способных усиливать и ускорять денатурацию белка под действием мочевины [30].

Как правило, степень протеолиза белков восприимчивых сортов после добавления мочевины и прогревания значительно сни-

жалась. II, наоборот, ресщепляемость белков устойчивых сортов после указанных воздействий сильно возрастала (при том же сроке инкубации). Эффективность прогревания при 39° С была максимальной в случае протеолитина и совсем отсутствовала в случае трипсина. Добавление роданистого калия резко повышало ферментативную атакуемость белков устойчивых сортов, особенно в варианте с трипсином, и снижало подавляющее про- теолиз действие мочевины в случае белков восприимчивых сортов.

Определенный интерес представляют полученные нами данные о динамике ресщепдения белков в автолитических смесях (табл. 5). Мы провели серии опытов по изучению активности протеаз в гомогенатах клубней, находящихся в состоянии покоя, и клубней, проросших во влажном песке. Инкубационная смесь со- сіояла всегда из 1 мл отжатого сока клубней и 2,25 мл дистиллированной воды. Как видно, в соке покоящихся клубней устой-

Таблица 5

Активность протеаз в гомогенатах клубней (в мг аминного азота на 1 г сырого веса ткани при двухчасовой инкубации)

Сорт

Клубни

покоящиеся

Б КОНЦЄ

периода покоя

активно

прорастающие

Устойчивые

Октябренок

—0,90

-од

0,6

Камераз

-0,7

-0,3

0,6

Карнеа

—0,45

0,55

0,1

Имандра

0

-0,15

0,88

Островский

-1,0

-0,05

0,6

Приекульский ранний

—0,15

1,05

0,1

Бородянский

0,9

Зарница

-0,3

-0,2

0,45

Чаривница

¦—

—0,15

0,23

Восприимчивые

Эпрон

1,1

0,65

-1,35

Вольтман

0,5

2,0

-0,45

Лорх

0,95

0,25

-0,65

Элла

0,55

1,10

-0,30

Ударннк

0,85

0,45

-0,45

Стахановский

0,16

0,25

-0,50

Промышленный

0

0,25

-1,25

Нарымчанпн

-0,5

0,2

-0,35

чивых сортов после двухчасовой инкубации количество а минного азота не увеличивается. Противоположная картина наблюдается в случае восприимчивых сортов, где двухчасовой автолиз приводит к повышению содержания аминного азота. Когда опытным материалом служили клубни, активно прорастающие в песке, при оптимальных условиях температуры и влажности, сорта по характеру расщепления белка в гомогенатах как бы менялись местами. Здесь уже ощутимые прибавки аминного азота дают устойчивые сорта, в то время как в гомогенатах клубней восприимчивых наблюдается даже его снижение.

Протеазы ростков устойчивых к раку сортов показали большую активность, в большей степени расщепляли казеин по сравнению с ростками восприимчивых сортов. Активность протеаз ростков по отношению к казеину в мкг аминного азота на 1 мл приведена ниже.

Устойчивые сорта

Прибавка

аминоазота

Восприимчивые

сорта

Приба!

аминоа.

Карнеа

25

Ударник . . .

10

Юбель

26

Промышленный

8

Зарница

15

JIopx

6

Приекульский ран

Эпрон

9

ний

16

Вольтман . . .

6

Октябренок . . . .

17

Элла

15

Камераз

15

Стахановский .

3

Имандра

22

Инкубационная смесь в этом случае состояла из 1 мл отжатого гомогената, 1 мл раствора казеина и 1 мл воды. Для приготовления раствора субстрата брали 5 г казеина, растворяли в 100 мл 0,05 н. раствора едкого натрия, нагревали при 90— 95° С в течение 30 мин. и доводили до pH 5,6 1 и. раствором HG1.

Были проведены также многократные определения активности протеаз в гомогенатах листьев картофеля. Листья для анализа брали в различные сроки, начиная с фазы бутонизации растений. Оказалось, что активность протеаз в листьях устойчивых сортов в период массового цветения растений достигает гораздо большей величины, чем в листьях восприимчивых к раку сортов. По-видимому, эти различия в активности протеаз могут быть связаны с неодинаковым накоплением тиоловых соединений в листьях цветущих растений устойчивых и восприимчивых сортов; эти соединения являются, как известно, активаторами протеолиза.

Представленный экспериментальный материал дает, как нам кажется, убедительные доказательства того, что между белками устойчивых и восприимчивых сортов существуют различия, определяющие неодинаковый результат заражения этих сортов возбут- дителем рака. Нам удалось установить, что белки устойчивых и восприимчивых к раку сортов отличаются по содержанию тиоловых и других функциональных групп, степени включения радиометионина, аминокислотному и фракционному составу, иммунологическим свойствам, ферментативной атакуемости, проте- азной активности, коллоидной устойчивости, величине проницаемости после ^ Ф-облученля и по характеру ответной реакции пг- денатурируклцне воздействия. Чрезвычайно четко различия между белками устойчивых и восприимчивых сортов выступают уже на самых ранних этапах заражения возбудителем рака. Белки восприимчивых сортов испытывают при этом изменения, типичные для процесса обратимой денатурации, — у них резко увеличивается число тиоловых и других функциональных групп, усиливается способность адсорбировать красители, повышается проницаемость, снижается устойчивость к высаливанию.

Ряд полученных данных указывает на большую подвижность и изменчивость структуры белков восприимчивых к раку сортов картофеля. Именно поэтому конформационная реакция под влиянием возбудителя рака с освобождением реактивных тиоловых групп имеет место только в случае белков восприимчивых сортов и приводит к усилению их химической реактивности, повышению интенсивности тканевого обмена и активации ростовых процессов. Хотя мы не предполагаем, конечно, сводить весь сложный комплекс реакции клетки на такой раздражитель, как возбудитель рака, только к денатурационному изменению цитоплазматических белков, все же изменения такого рода могут, несомненно, являться тем ведущим звеном, рычагом, который ускоряет весь сложнейший метаболизм клетки и направляет его в сторону атипичного опухолевого роста.

Следует добавить, что наши данные об исключительно важной роли тполовых соединений в опухолеобразоватши подтверждаются опытами по влиянию веществ, связывающих тноловые группы пли меняющих их баланс в тканях [14]. Так, тиомоче- вина в оптимальной концентрации вызывала пышное развитие раковых наростов на картофеле. С другой стороны, такие вещества, как фитонциды лука и чеснока, гексонат, сарколизин и эм- бихин, сулема, хлористый кадмий, оказывают резкотормозящее действие на опухолеобразование. Интересные данные были получены в условиях не только лабораторных, но и полевых опытов при испытании действия пропилгаллата — одного из нетоксичных ингибиторов свободнорадикальных процессов, предложенных

Н.              М. Эмануэлем для лечения новообразований [31]. Последние данные говорят о том, что возникающие при окислении ингибитора радикалы окисляют белковые тиоловые группы, что приводит к инактивации важнейших ферментов; эти радикалы могут также вызвать нарушение каталитически активной структуры белков [32, 33].

Были обнаружены и другие возможности воздействия на опухолеобразование и повышения устойчивости картофеля [34]. В частности, весьма перспективным в этом направлении, по-ви- дпмому, будет использование высоких доз калийных удобрений; при этом происходит отчетливое изменение _ качества белков- клубней.

Нужно подчеркнуть, что внедрение в производство высокоустойчивых к раку сортов картофеля — важнейшее мероприятие в борьбе с этим заболеванием. Для основных картофелепроизводящих районов нашей страны устойчивость к раку является обязательным качеством сорта. Поэтому ежегодно на специализированные станции ВИЗР поступают для испытания на устойчивость к раку (методом прямого заражения) тысячи сортов и сеянцев картофеля, выводимых в многочисленных селекционно-опытных учреждениях. Срок испытания (лабораторного и полевого) установлен в четыре года, но он нередко затягивается. Селекционеры, проводя свою многолетнюю работу по отбору и отбраковке сеянцев и гибридов, не имеют в своем распоряжении никаких физио- лого-биохимических показателей, которые давали бы им возможность направленно вести селекцию на устойчивость к раку и проводить предварительную оценку образцов. В этой связи наша работа имеет очевидное практическое значение. Многие из выявленных различий между белками могут быть использованы, как показывает наш опыт, для целей быстрой лабораторной диагностики устойчивости к раку биохимическими методами. Предложенные методы диагностики пока не дают возможности дифференцировать устойчивые сорта по степени устойчивости — они отвечают лишь на вопрос о том, способен сорт образовывать опухоль под воздействием возбудителя рака или нет. Наиболее ценными для практики являются высокоустойчивые сорта (в тканях которых проникшие зооспоры почти не развиваются и почти не образуют зрелых спорангиев). Их выделение из колоссальной массы вновь выводимых селекционерами образцов представляет задачу большой важности. Труднейшая проблема состоит также в разработке методов диагностики устойчивости к новым биотипам.

Наши данные дают ответ на вопрос, что является точкой приложения идущих от гриба ростовых стимулов. Но мы пока еще не знаем механизма действия патогена, деталей его взаимодействия с клеткой-хозяпном; расшифровать их можно только с помощью современных методов цитологического и цитохимического анализов. Дальнейшие исследования по биохимии ракоустойчи- востн и должны пойти по пути углубленного изучения патологического процесса, наиболее тонких закономерностей взаимодействия патогена и хозяина, изучения того, какие конкретные изменения белков и белковых комплексов происходят при внедрении паразита в клетки устойчивых и восприимчивых сортов. Без таких глубоких исследований мы никогда не сможем выяснить закономерности эволюции паразита и существо различит! между биотипами.

Теоретической предпосылкой дальнейших исследований должно быть положение о том, что биологическая реакция орга- ггизма на внедрение паразита не всегда должна иметь защитный характер. В связи с этим заслуживает внимания вопрос о роли некрозов, которые появляются при зара;ксшш некоторых устойчивых к раку сортов и которые в литературе традиционно рассматриваются как результат защитной реакции ткани. На самом деле, такая трактовка, вероятнее всего, ошибочна. В интересной работе Ульриха [35] прослежена динамика появления некрозов при заражении устойчивых и восприимчивых к раку сортов и показано, что сущность устойчивости картофеля к раку не следует искать в некротической защитной реакции.

Вторым дискуссионным положением может быть представление о том, что эволюция возбудителя рака в природе ведет к снижению его патогенности.

ЛИТЕРАТУРА

  1. «Рак картофеля». Киев, Изд-во АН УССР, 1957.
  2. «Рак картофеля и меры борьбы с ним». Киев, Изд-во АН УССР, 1959.
  3. «Рак картофеля и меры борьбы с ним» Л., изд-во «Колос», 1964.
  4. В. И. Яковлева. Ракоустойчивость картофеля и паразитическая активность возбудителя рака. Л., канд. дисс., 1963.
  5. С. И. П а ш к а р ь. Исследования физиологической роли полифенольных соединений в связи с изучением природы ракоустойчивости. Черновцы, канд. дисс. 1959.
  6. К. Т. С у х о р у к о в. Физиология иммунитета растений. М., Изд-во АН СССР, 1952.
  7. Г. Ф а р к а ш, 3. Кира й. Изучение энзимологии больного растения в связи с устойчивостью его к микроорганизмам. •— Изв. АН СССР, серия биол., № 5, 1956.
  8. В. П. Нилова, Г. Н. Егорова. Активность каталазы и пероксидазы и иммунитет пшеницы к бурой ржавчине (Puccinia graminis). — Докл. ВАСХНИЛ, № 1, 1948.
  9. I. М. D а 1 у, S. G. J e n ? e n. Evidence for functional cytochrome oxidase in tissues infected by obligate parasites. — Phytopathology, 51, № 11, 1961.
  10. M. Shaw. The physiology and host-parasite relations of the rusts. — An- nual Rev. Phytopathol., v. 1, Palo Alto Calif. Ann. Revs., Inc. 1963.

И. Д. В. Л и n с и ц. Содержание серы, глютатиона и аскорбиновой кислоты в пораженном раком картофеле. — Биохимия, 23, вып. 4, 1958.

  1. Д. В. Л и п с и ц. К вопросу о ролп содержащих серу соединений при поражении картофеля раком. — В сб.: «Рак картофеля и меры борьбы с ним». Киев, Изд-во АН УССР, 1959.
  2. Д. В. Липе и ц. О включении метионина-S35 в белки устойчивых и восприимчивых к раку сортов картофеля. — Докл. АН СССР, 146, № 4, 1962.
  3. Д. В. Л и п с и ц. Исследования по биохимии ракоустойчивости картофеля. — В сб.: «Биохимия плодов и овощей», № 7. М., Изд-во АН СССР, 1962.
  4. T. А. P е й н г а р д. Изучение фосфорного обмена у картофеля в связи с поражением его возбудителем рака. — В сб.: «Рак картофеля и меры борьбы с^ним». Киев, Изд-во АН УССР, 1959.
  5. T. А. P е й н г а р д, С. И. П а ш к а р ь. К участию ростовых веществ типа ауксина в образовании раковых наростов у картофеля. — Физиология растений, 5, № 6, 1958.

  1. Д. В. JI и и с и ц. Хроматоэлектрофоретпческле и иммунохимнческие исследования белков устойчивых и восприимчивых к раку сортов картофеля.— В сб. «Биохимия плодов и овощей». М., изд-во «Наука», 19(54.
  2. Д. В. JI и и с и ц. Иммунохимнческие исследования белков устойчивых и восприимчивых к раку сортов картофеля. — Докл. АН СССР, 158, Л» ti. 1964.
  3. А. Д. Б р а у н. Связывание красителей нативными и денатурированными белками. — Биохимия, 13, вып. 5, 1948.
  4. F. Haurowitz, F. D i - М о n i a, Sh. Тек m a n. The reaction of native and donaturated ovalbumin with congo red. — J. Amer. Chem. Soc., 74, 1952.
  5. II. Fraenkcl-Conrat, M. Cooper. The use of dyes for the determination of acid and basic groups in proteins. — J. Biol. Chem., 154, N 1, 1944.
  6. Д. В. JI и п с п ц, Л. Н. И ц е к з о н. Адсорбция белком малахитового зеленого для определения устойчивости картофеля к раку. — Вестник с.-х. науки, № 10, 1964.
  7. Т. И. Голубев. Получение ферментного препарата — протсолптина.— Мед. промышленность СССР, № 1, 1962.
  8. H. М е у е г. The ninhydrine reaction and its analytical applications. — Biochem. ,T., 67, № 2, 1957.
  9. K. Linde rstrom-Lang. Globular proteins and proteolytic enzymes. — Proc. Boy. Soc., 127, N 846, 1939.
  10. K. Linderstrom-Lang. Les substances proteiques et les enzymes proleolyliques. — Bull. Soc. c'tiim. biol., 22, N 7—8, 1940.
  11. H. P. L u n d g r e n. The catalytic effect of active crystalline papain on the denaturation of thyroglobulin. — J. Biol. Chem., 138, N 1, 1941.
  12. H. Neurath, I. P. Greenstein, F. W. Putnam, I. 0. Erickson. The chemistry of protein denaturation. — Chem. Rev., 34, 1944.
  13. Г. Ш a m ш и к о в а. О сульфгидрильной группе белков и ее значении для протеолиза. — Ученые записки МГУ, вып. 36, 1940.
  14. А. С. Цыперович, Т. А. Галкина. О механизме денатурации белков. 7. Влияние ионов солей на денатурацию глобулярных белков. — Украинский биохимический журнал, 28, № 2, 1956.
  15. Д. В. Липсиц, К. Е. Кругляков а, М. С. Постникова,
  1. М. Эмануэль. Подавление развития растительных опухолей (рак картофеля) ингибиторами радикальных процессов. — Докл. АН СССР, 145. № 1, 19С2.
  1. А. И. Агатова, H. М. Эмануэл ь. Изменение структуры и активности альдолазы при воздействии пропплгаллата. — Докл. АН СССР. 153. № 1, 1963.
  2. А. И. Агатова, Л. С. Вартаня н, Н. М. Э м а н у э л ь. Механизм взаимодействия свободных радикалов, образующихся из ингибиторов радикальных процессов, с SH-групиами белков. — Докл. АН СССР, 150, № 3, 1963.
  3. Д. В. Липе и ц. Биохимия устойчивости картофеля к возбудителю рака Synchytrium endobioticum (Schilb.) Perc. — М., докт. дисс.. 1964.
  4. I. Ullrich. Untersuchungen zur Beurteilung der Resistenz von Kartoffelsorten gegenuber Svnchytrium endobioticum (Schiib.) Perc. — Phytopathol. Z., 37, H. 3, i960.

<< | >>
Источник: Метлицкий Л.В. (ред). Биохимические основы защиты растений. 1966

Еще по теме ИССЛЕДОВАНИЯ БЕЛКОВ КАРТОФЕЛЯ:

  1. ЭЛЕКТРОФОРЕЗ БЕЛКОВ КАРТОФЕЛЯ В АКРИЛАМИДНОМ ГЕЛЕ
  2. ПРИЛОЖЕНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ВРЕДОНОСНОСТЬ БОЛЕЗНЕЙ И ВРЕДИТЕЛЕЙ КАРТОФЕЛЯ В РАЗРЕЗЕ ЗОН 124 КРАТКИЙ ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ БОЛЕЗНЕЙ И ПОВРЕЖДЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ ПО ВНЕТТТНЛ11 ЙР ЗЗНАКАМ 126 МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ЯДОХИМИКАТАМИ 135
  3. Структура и функции белков
  4.   МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА  
  5. 4.9. Определение белкового азота
  6. Регуляция активности генов и белков
  7. Картофель
  8.   БЕЛКОВЫЙ СОСТАВ СЫВОРОТКИ КРОВИ  
  9. Картофель
  10. Генетический контроль синтеза белков
  11.   Определение белковых фракций в сыворотке крови. 
  12. Картофель
  13. Картофель
  14. Картофель
  15. Картофель
  16. УДОБРЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ
  17. КАРТОФЕЛЬ (Solanиш tuberosum L.)
  18. Создание теорий химического строения, жиров, углеводов и белков
  19.   Определение белкового и небелкового (остаточного) азота в жидкости рубца.