Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №4 T



Yüklə 126,97 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix17.01.2018
ölçüsü126,97 Kb.
#21547


BAKI UNİVERSİTETİNİN XƏBƏRLƏRİ 

№4    

 

T

əbiət elmləri seriyası 

 

 

2015 

 

 

 

BİOLOGİYA 

 

UOT

  577.152.1.16 

QURAQLIQDA AMARANT YARPAQLARIN

IN SUBHÜCEYRƏ 

FRAKSİYALARINDA  NAD-MALATDEHİDROGENAZANIN 

KATALİTİK XASSƏLƏRİNİN ONTOGENEZDƏ DƏYİŞMƏ 

DİNAMİKASI 

 

*



 

U.Ə.QURBANOVA, 

**

 

İ.M.ƏLİMƏMMƏDZADƏ, 

*

H.Q.BABAYEV  

*

AMEA Botanika 

İnstitutu,

 **

Bakı Dövlət Universiteti 

Babayev_hg@yahoo.com 

 

Amarant  yarpaqlarının  assimilyasiyaedici  toxumaları  və  onların  subhüceyrə  fraksi-

yaları-sitozol, mitoxondri, xloroplastlar ayrılmış,  təmizlənmiş  və  hər bir fraksiyada ontoge-

nezind

ə NAD- Malatdehidrogenazanın katalitik və kinetik xassələri (K

m

 v

ə V

max

) ontogenezd

ə 

müqayis

əli öyrənilmişdir. 

 

 

Açar sözl

ər: Amarant-ontogenez-quraqlıq stresi-aktivlik-kinetika-adaptasiya 

 

C



4

-bitkil


ər CO

2

-ni



n  assimilyasiyasının  yüksək effektivliyinə, anatomik, 

morfoloji v

ə  biokimyəvi cəhətdən yüksək dərəcədə  ixtisaslaşmış  fotosintez 

aparatına  və  karboksilləşmə  mərkəzlərində  karbon    qatılaşdıran  biokimyəvi 

mexanizm

ə malikdirlər [4, 9].  

 

 C

4



-

fotosintezin  reaksiyalarını  lokalizasiyasına  görə  MH-də  gedən kar-

boksill

əşmə  və  ÖTH-də  gedən dekarboksilləşmə  reaksiyalarından  ibarət 



olmaqla iki m

ərhələyə ayırmaq olar. C

4

-bitkil


ərinin əksəriyyətinin MH-də baş 

ver


ən karboksilləşmə mərhələsində ilkin olaraq karboanhidraza (KA) fermen-

tinin  iştirakı  ilə  ağızcıqlar  vasitəsilə  atmosferdən daxil olan CO

2

  bikarbonat 



anionlarına  (HCO

3

-



) çevrilir. Fosfoenolpiruvat karboksilaza (FEPK) ilkin 

karboksilaza kimi f

əaliyyət göstərərək CO

2

 



qazını  FEP-lə  birləşdirərək 

üçkarbonlu iki

əsaslı oksaloasetat (OA) əmələ gətirir. Sonra ОА malata və ya 

aspartata çevrilir. Karboksill

əşmə  mərhələsində  əmələ  gələn üzvi  dikarbon 

turşularının (malat, aspartat) dekarboksilləşməsi isə ÖTH-də baş verir. ÖTH-nə 

daşınan C

4

-



turşular dekarboksilazası köməyilə onlardan CO

2

 



ayrılır və əmələ 

g

ələn CO



2

  Rubisco

nun  substratı  olaraq  onun  ətrafında  toplanmaqla  qatılığını 

atmosfer


ə nisbətən 10 dəfələrlə artırır. Nəticədə ÖTH-də dekarboksilləşmə ilə 

əlaqədar olaraq C

4

-

turşularının miqdarı getdikcə azalır. Onun yerini doldurmaq 



üçün MH-d

ə  karboksilləşmə  reaksiyalarının  sürətlənməsi  hesabına  C

4

-

turşularının sintezi artır. Paralel olaraq hər iki karboksilləşmə reaksiyaları bir-



46 


biri il

ə  korrelyasiya  təşkil  edir. C

4

-fotosintezd



ə  üç müxtəlif dekarboksilaza  - 

NADF-d


ən asılı malik enzim (NADF-ME), NAD-dan asılı malik enzim (NAD-

ME) v


ə  fosfoenolpiruvat karboksikinaza (FEP-KK)  iştirak  edir  [10]. Bunlar 

C

4



-

tsiklin modifikasiya olunmuş üç yarımqrupunu təşkil edirlər.  

 

 

МDH fermentlərinə arxeobakteriyalardan tutmuş məməlilərə qədər bütün 



canlı  orqanizimlərdə  və  bütün subhüceyrə  orqanoidlərində-sitoplazmada, 

mitoxondril

ərdə, qlioksisomlarda, peroksisomlarda, хloroplastlarda rast gəlmək 

olar  [21].  MDH fermentl

ər kompleksinə  daxil olan fermentlərdən  ən  geniş 

öyr


ənilən NAD

+

-



asılı  MDH-dır  (L-malat; NAD-oksidreduktaza, NAD-MDH, 

EC 1.1.1.37). NAD-MDH  Krebs tsiklind

ə  NAD/NADH koenzim sistemi 

istifad


ə edərək OA-ın malata çevrilməsinin dönər reaksiyasını kataliz etməklə 

yanaşı malatın və OA-ın sintezini də həyata keçirir [2, 15, 21].  

Bu 

izoformaların biokimyəvi xarakteristikası MDH-nın yalnız tənəffüs ilə 



deyil  [17, 22], fotot

ənəffüs,  yağ  turşularının  ß-oksidləşməsi, toxumun cücər-

m

əsi və stresə davamlılıq kimi proseslərlə də əlaqəli olduğunu  göstərilmişdir 



[6, 18, 23]. Bel

əliklə, bu fermentin mühüm və mürəkkəb bir rola malik olması 

onun ali bitkil

ərdə karbonun və enerjnin paylanmasında vacibliyini göstərir ki, 

bu da öz növb

əsində bitkilərdə tənəffüs, fotosintez və fototənəffüsü əlaqələn-

dir

ən molekulyar mexanizmlər haqqında yeni ideyalar verir [6, 22]. 



 

NAD-MDH eubakteriyalardan, arxebakteriyalardan, göb

ələklərdən, bitki-

l

ərdən, məməlilərdən, eyni zamanda orqanizmlərin subhüceyrə  fraksiyala-



rından,  o  cümlədən mitoxondrilərdən  ayrılmış  və  xassləri öyrənilmişdir  [12]. 

Canlıların əksəriyyətində, bütün eukariotlarda və bir çox bakteriya növlərində 

NAD-

MDH homodimer olub molekulu 2 oxşar subvahiddən ibarətdir [15, 16]. 



Bitki  hüceyr

ələrində MDH-nın müxtəlif subhüceyrə lokalizasiyasına malik 6-

ya q

ədər izoformasının aşkar olması onun tədqiqini xeyli çətinləşdirir.  



 

Qeyd olunan 

əlamətləri nəzərə  alaraq bu məqalədə  biz  quraqlığın  təsiri 

şəraitində  amarant  yarpaqlarında  NAD-MDH-nın  kataliz  etdiyi  reaksiyaların 

kinetik xass

ələrinin müqayisəli öyrənilməsini qarşımıza məqsəd qoymuşuq. 

 

MATERİAL VƏ METODLAR 

 

 

 

 

T



ədqiqat məqsədilə C

4

-bitkil



ərin NAD-malik enzim yarım tipinə aid olan 

qeyri-


ənənəvi  amarant bitkisinin Amaranthus cruentus L.  növünün    30-35 

günlük  yarpaqlarından  istifadə  olunmuşdur.  Amarant cinsinə  aid olan növlər 

yüks

ək fotosintez intensivliyinə, karbon və malat mübadiləsində böyük effek-



tivliy

ə  malik olub NAD-ME tip bitkilərin  öyrənilməsində  model bitki kimi 

istifad

ə oluna bilərlər. 



 

NAD-MDH-


nın  lokalizasiyasını  öyrənmək  üçün  amarant  yarpaqlarından 

assimilyasiyaedici toxumalar-mezofil (MH) v

ə  ötürücü  topaların  örtük 

hüceyr


ələri (ÖTH) mexaniki üsulla ayrılmış və təmizlənmişdir [11, 13]. 

 

Ferment preparatının alınması: Fermentlərin aktivliyini təyin etmək üçün 



yarpaqlar distill

ə  suyu ilə  yuyulduqdan,  filtr  kağızı  ilə  qurudulduqdan sonra 

47 



qayçı  ilə  xırda  hissələrə  doğranmış  və  dezinteqratorda (MPW-302,  Polşa)  30 

san. fasil

ə ilə 2 dəqiqə müddətində 20 мМ MgCl

2

·6H



2

O, 1 мМ ЕДТА, 5 мМ 

ДТТ  və  0,5%  PVP  tərkibli,  100  mМ  Тris-HCl (pH 8,0) bufer məhlulunda 

homogenizasiya olunmuşdur. Alınan homogenat ikiqat kaprondan süzüldükdən 

sonra nüv

ədən və parçalanmayan toxuma hissəciklərindən azad olunmaq üçün 

əvvəlcə 5 dəq. 1000g, sonra isə 15 dəq. ərzində 10000g sürəti ilə sentrifuqalaş-

dırılmışdır.  Çöküntü  atıldıqdan  sonra  alınan  ferment  preparatı  fermentlərinin 

aktivlikl

ərinin tədqiq olunması məqsədi ilə istifadə olunmuşdur. 

 

NAD-MDH  aktivliyinin t



əyini  spektrofotometrik (Ultrospec 3300 pro, 

Amersham, USA) üsulla yerin

ə yetirilmişdir [19]. Reaksiya mühiti 1 mM OA, 

10 mg/ml qara malın zərdab albumini (BSA), 10 mM MgCl

2

 (2 M), 


0,15 мМ 

NAD·H v


ə  5-10  µl  ferment  preparatı  olan  100  мМ,  pH  8,0,  Tris-HCl bufe-

rind


ən ibarətdir. Reaksiya reaksiya  mühitinə  1 mM substrat, yəni  OA  əlavə 

etm


əklə  başlanır.  Spektrofotometrik küvyetlərdə  NAD·H-ın  miqdarı  340  nm 

dalğa uzunluğunda 1 dəqiqə ərzində bu birləşmənin molyar qatılığının  optiki 

sıxlığının  azalmasına  əsasən təyin  edilmişdir.  Fermentin aktivliyi  aşağıdakı 

düstura 


əsasən hesablanmışdır: 

А= ∆ОS·V/ε·b·τ 

А  –  beynəlxalq sistemdə  aktivlik,  ∆ОS-optiki  sıxlığın  bir  dəqiqə  ərzində 

d

əyişməsidir,  В  –  reaksiya mühitinin həcmi  (ml),  τ-reaksiyanın  gedişinə  sərf 



olunan zaman, 

ε  – 


ekstinksiyanın  millimolyar  ekvivalentidir.  O  NАD-MDH-

nın kofermenti olan NAD

+

 v

ə NADH üçün 340 nm dalğa uzunluğunda maksi-



mum udulma zamanı 6,22 mМ∙sm

-1

-



ə bərabərdir, b – reaksiya mühitinə əlavə 

olunan ferment ekstraktının µl-lə həcmidir.  

 

Buğda  yarpaqlarından mitoxondrilər Hongun işləyib hazırladığı və bizim 



t

ərəfimizdən obyektə  uyğun  olaraq  modifikasiya  olunmuş  metodla  yerinə 

yetirilmişdir [14] .  

 

Ümumi zülalların miqdarı spektrofotometrdə, 610 nm dalğa uzunluğunda 



0,12%-li Coomassie Brilliant Blue G-250 m

əhlulunun köməyilə  təyin olun-

muşdur. Dərəcəli əyrinin qurulması üçün BSA istifadə edilmişdir [20]. 

 

NAD-MDH aktivliyinin geld



ə spesifik  aşkarlanması disk-elektroforez üsulu 

il

ə PAAQ gelində spesifik mühitdə tetrazol metodu ilə yerinə yetirilmişdir [8].  



 

Statistika: 

Cədvəl  və  qrafiklərdə  verilən  qiymətlər  orta  riyazi  göstərici-

lərdir. Standart səhvlər və kənarlanmalar Microsoft Office Excel proqramında 

hesablanmışdır („Təsviri statistika“ opsiyası). 

 

NƏTİCƏLƏR VƏ ONLARIN ANALİZİ 



 

 

M



əlumdur  ki C

4

-bitkil



ər C

3

-bitkil



ərlə  müqayisədə  ekstremal mühit 

amill


ərinin təsirinə qarşı daha çox davamlılıq göstərirlər. Buna görə də bitki-

l

ərdə abiotik stres amillərinə qarşı adaptasiya mexanizmlərinin öyrənilməsində 



C

4

-bitkil



ər, o cümlədən amarant klassik bitki kimi əhəmiyyət kəsb edir. Ama-

48 



rant  yarpaqlarında  NAD-MDH  fermentinin  aktivliyi,  lokalizasiyası  və 

izoferment t

ərkibi disk-elektroforez üsulu ilə öyrənilmiş və alınmış nəticələr 1-

ci c


ədvəldə verilmişdir. Cədvəldən göründüyü kimi amarant yarpaqlarının MH 

v

ə  ÖTH-nin  sitozol  fraksiyalarında  kontrolda  NAD-MDH aktivliyi çiçək-



l

əməönü  fazada  quraqlıq  variantlarla müqayisədə  həmişə  yüksək  olmuşdur. 

Ontogenezin  növb

əti çiçəkləmə  və  toxumyetişmə  fazalarında  bunun  əksinə 

olaraq h

ər iki variantda fermentin aktivliyi çiçəkləməönü fazaya nisbətən 

artmışdır.  Bu  mərhələlərdə  quraqlığın  təsirindən NAD-MDH aktivliyi kon-

troldan yüks

ək  olsa  da  vegetasiyanın  sonunda  toxumyetişmə  mərhələsinə 

nisb


ətən hər iki variantda fermentin aktivliyi təxminən 45-50% azalır.   

 

 

C

ədvəl 1 


Amarant yarpaqlarının MH və ÖTH-də NAD-MDH aktivliyinin 

subhüceyr

ə paylanması 

Hüceyr

ə,   variant 

NAD-MDH aktivliyi  

Xloroplast 

Sitoplazma 

Mitoxondri 

EU/mg zülal 

EU/mg zülal



 

EU/mg zülal 





Çiç

əkləməönü 

MH 

19,3 



8,5 

82,7 


36,4 

125,0 


55,1 

21,5 



10,5 

68,6 


33,5 

114,6 


56,0 

ÖTH 

16,7 



8,3 

50,4 


25,1 

133,6 


66,6 

20,6 



11,3 

41,4 


22,7 

120,5 


66,0 

Çiç

əkləmə 

MH 

21,6 



10,6 

56,6 


27,8 

125,5 


61,6 

26,1 



13,3 

46,3 


23,6 

123,4 


63,1 

ÖTH 

19,0 



7,6 

79,5 


31,8 

151,9 


60,6 

12,4 



6,1 

51,1 


25,1 

139,8 


68,8 

Toxum yetişmə 

MH 

10,3 



4,6 

67,5 


29,9 

148,27 


65,6 

8,3 



5,2 

16,6 


10,3 

135,67 


84,5 

ÖTH 

6,7 



3,4 

45,3 


23,1 

144,4 


73,5 

4,2 



1,8 

69,5 


30,2 

156,96 


(t

ənəf güclənir 

68,0 

Vegetasiyanın sonu 

MH 

1,0 



2,18 

16,3 


35,59 

28,5 


62,23 

0,5 



1,5 

12,6 


37,95 

20,1 


60,55 

ÖTH 

0.4 



0,8 

4,5 


6,9 

60,8 


92,3 

0,2 



0,56 

3,5 


9,83 

31,89 


89,6 

Qeyd: MH-mesofil hüceyr

əsi, ÖTH-örtük topa hüceyrəsi, K-kontrol, Q-quraqlıq,  

 

 



C

ədvəldən  göründüyü  kimi  bitkinin  inkişafının  çiçəkləməönü  fazasından 

tutmuş  vegetasiyanın  sonuna  qədər  MH-nin  xloroplastlarında  NAD-MDH 

aktivliyi kontrolda quraqlığa nisbətən kəskin azalır. Lakin ÖTH-nin xloroplast-

49 



larında  NAD-MDH aktivliyinin MH-nin  xloroplastlarında  ümumi  aktivlikdən 

az olmasına baxmayaraq quraqlıq variantlarda fermentin aktivliyi  kontroldan 

bütün fazalarda yüks

ək olmuşdur. 

 

Amarant yarpaqlarının hər iki assimilyasiyaedici toxumalarının  mitoxondri 



fraksiyalarında NAD-MDH fermentinin aktivliyi öyrənilən fazalarda sitozol və 

xloroplast fraksiyalarına nisbətən xeyli yüksək olmuşdur. Belə ki, çiçəkləmə-

önü  fazasında  mitoxondri  fraksiyalarında  fermentin  toxumalar  və  variantlar 

üzr


ə  xüsusi  aktivliyi sitozol və  xloroplast  fraksiyalarında  lokalizasiya  olunan 

fermentin  xüsusi  aktivliyind

ən  uyğun  olaraq  ~2,5  və  8 dəfə, çiçəkləmə 

fazasında isə ~2 və ~9 dəfə yüksək olmuşdur. 

 

Göst


ərilən bu fərqlər növbəti fazalarda daha da artmışdır. Eləcə də NAD-

MDH zülala gör

ə ümumi aktivliyi, MH və ÖTH-nin mitoxondri fraksiyalarında 

NAD-


MDH  aktivliyi  quraqlıq  stresinə  məruz  qalmış  variantlarda  kontroldan 

daima yüks

ək  olmuşdur.  Hətta  vegetasiyanın  sonuna  yaxın  NAD-MDH fer-

menti h


ər iki toxumada və hər iki variantda kifayət qədər aktivlik saxlamışdır.   

 

Kontrol variantda MH sitozol 



fraksiyasında fermentin zülala görə ümumi 

aktivliyi nisb

ətən  stabil  qalmışdır,  quraqlığın  təsiri  artdıqca  isə  kəskin 

azalmışdır. Kontrol variantda ÖTH sitozolunda çıçəkləmə fazasında fermentin 

zülala gör

ə ümumi aktivliyi maksimal olduğu halda, quraqlıq variantda mak-

simal aktivlik toxum yetişmə fazasında müşahidə olunub. 

 

Xloroplast  fraksiyada  ÖTH  quraqlıq  variantdan  başqa  digər variantlarda 



çiç

əkləmə  mərhələsində  maksimal  aktivlik  müşahidə  olunmuşdur. Vegita-

siyanın sonuna doğru bütün variantlarda fermentin ümumi aktivliyinin azalma-

sı baş vermişdir.  

 

M

əlumdur ki, biokimyəvi  reaksiyaların  sürəti  fermentin  substratlarının 



qatılığından birbaşa asılıdır [7]. Bu məqsədlə yüksək təmizlənmiş preparatlarla 

fermentin  kinetik parametrl

əri öyrənilmışdir.  NAD-MDH-nın  kataliz  etdiyi 

düzün


ə  və  əksinə  gedən  reaksiyların  OA  və  malatın  qatılığından  asılı  olaraq 

reaksiya sür

ətinin dəyişmə dinamikası tədqiq olunmuşdur. Amarant yarpaqla-

rının assimilyasiyaedici toxumalarının subhüceyrə fraksiyalarında lokalizasiya 

olunan izoformalar normal suvarma şəraitində OA-ın qatılığı 1,0 mM olduqda 

reaksiyanı daha yüksək sürətlə kataliz edirlər. Quraqlıq stresinə məruz qalmış 

variantlarda OA-

ın  1,0  mM  qatılığında  NAD-MDH-nın  aktivliyi  normal 

suvarılan bitkilərlə müqayisədə 20% yüksək olmuşdur. 

 

Amarant



ın inkişafının çiçəkləmə fazasında quraqlıqda yarpaqların assimil-

yasiyaedici  toxumalarının  subhüceyrə  fraksiyalarında  qismən təmizlənmiş 

NAD-MDH fermentinin kataliz etdiyi düzün

ə  və  əksinə  gedən  reaksiyaların 

kinetik sabitl

əri Mixaelis-Menten (K

m

) v


ə  reaksiyanın  maksimal  sürətləri 

(V

max



) Laynuiver-Berk qrafiki il

ə təyin edilmişdir. Bu zaman alınan nəticələr 1 

v

ə 2-ci şəkillərdə verilmişdir. Şəkillərdən görünür ki, amarant bitkisinin MH-



nin sitozolunda kontrolda K

m

OA=1,54 mM, V



max

OA=80,7 EU/mq zülal, qu-

raqlıqda  K

m

OA=1,89 mM, V



max

OA=91  EU/mq  zülal  olduğu  halda  MH-nin 

mitoxondril

ərində kontrolda K

m

OA=2,5 mM, V



max

OA=30,8 EU/mq zülal, qu-

50 



raq

lıqda K


m

OA=3,3 mM, V

max

OA=40,1 EU/mq zülal olmuşdur. Bu göstəricilər 



ama

rantın ÖTH-də kontrolda sitozolda K

m

OA=1,94 mM, V



max

OA=80,7 EU/mq 

zülal,  quraqlıqda  K

m

OA=1,7 mM, V



max

OA=100,2  EU/mq  zülal  olduğu  halda 

ÖTH-nin mitoxondril

ərində kontrolda K

m

OA=1,5 mM, V



max

OA=134,2 EU/mq 

zülal, quraqlıqda K

m

OAA=2,0 mM, V



max

OA=141,7 EU/mq zülal ol

muşdur. 

 

 



Alınan nəticələri analiz etdikdə məlum olur ki, amarant bitkisinin yarpaq-

larında  NAD-MDH-nın  kataliz  etdiyi  reaksiyanın  OA-a görə  K

m

-l

əri  buğda 



sortlarının  flaq  yarpaqlarındakı  həmin göstəricidən  aşağı  qiymətə  malik olub 

1,2-2,1 mM 

aralığında  yerləşirlər. Amarantın ÖTH-də baş verən həmin reak-

siyanın V

max

-u is


ə buğdanın flaq yarpaqlarının MH-nin subhüceyrə fraksiyaları 

il

ə  müqayisədə  3-5 dəfə  çoxdur.  Amarantın  ÖTH-də  V



max

OA MH-d


əki 

V

max



OA-dan h

əmişə  yüksək  olmuşdur.  Quraqlıqda kontrolla  müqayisədə  bu 

f

ərq  daha  da  artmışdır.  Amarantın  MH-nin subhüceyrə  fraksiyaları  arasında 



sitozol fraksiyada V

max


 

mitoxondri  fraksiyasına  nisbətən ~2 dəfə  çox 

olmuşdur.  Amarant  yarpaqlarında  MH  ilə  ÖTH-nin  sitozol  fraksiyalarında 

kontrol v

ə quraqlıq variantlarında K

m

 v



ə V

max


-lar t

əqribən bir-birlərinə bərabər 

olsalar da ÖTH-

nin  mitoxondri  fraksiyasında  V

max

OA MH-nin mitoxondri 



fraksiyasına nisbətən 

~3-4 


d

əfə yüksək olmuşdur.   

 

Alınan  nəticələr MDH-nın  OAA-a  qarşı  yüksək,  malata  qarşı  isə  aşağı 



h

əssaslığının  olduğunu  göstərir  ki,  bu  da  başqa  tədqiqatçıların  nəticələri ilə 

uyğunluq  təşkil  edir.  Əvvəllər  aparılmış  tədqiqatlarda göstərirlər ki, malata 

qarşı  fermentin  aşağı  həssaslığa  malik  olması  malatın  katalitik  çevrilməsi 

zamanı fermentin konformasiya dəyişkənliyi ilə əlaqədardır [3, 24]. 

 

K



m

 qiym


ətlərinin müqayisəsi gostərir ki, sitoplazmatik MDH malata OA-

la  müqayis

ədə  az  uyğunluq  göstərir. Digər izoformaların  kofermentlərə  qarşı 

oxşar xassə göstərir. K

qiym


ətləri bitkinin növündən, mübadilənin tipindən, 

hüceyr


ə daxilində yerinə yetirdiyi funksiyasından və boyümə şəraitindən asılı 

olaraq d


əyişir.  

 

1  v



ə  2-ci  şəkillərdə  amarant yarpaqlarında  malatın  müxtəlif  qatılıqla-

rının NAD-MDH aktivliyinə təsirinin kinetikası verilmişdir. Əgər şəkillərin B 

variantına, yəni Laynuiver Berkə görə verilən qrafiklərə diqqət etsək görərik ki, 

onlar düzx

ətli  olub  eyni  xarakterli  quruluşa  malikdirlər.  Bu  quruluş  inhibir-

l

əşmənin rəqabətsiz növünə  xas olan əlamətdir  [5, 7]. Bu xüsusiyyətin  əsası 



ondan ibar

ətdir ki, fermentin  inhibirləşməsi zamanı K

nisbi olaraq d



əyişməz 

qaldığı  halda  V

max 

azalır.  Şəkillərdən göründüyü kimi amarant  yarpaqlarının 



subhüceyr

ə fraksiyalarında normal suvarma və quraqlıqda malatın 20-40 mM 

qatılıqlarda fermentin aktivliyinin artmasına səbəb olur.  

 

NAD-



MDH  fermentinin  ayrı-ayrı  izoformaları  xüsusi aktivliyinə, reaksi-

ya

nın sürətinə, düzünə və əksinə gedən reaksiyanın katalitik effektivliyinə görə 



biri-birind

ən fərqlənirlər. Düzünə və əksinə gedən reaksiyada NAD-MDH-nın 

kinetik parametrl

ərinə görə fərqlənən 2 müxtəlif konformasion vəziyyətdə olur 

[1]. 

Malatın  oksidləşməsi  əlavə  energetik  baryerin  aradan  qaldırılması  və 



katalitik 

akt  zamanı  molekulların  strukturunda  əhəmiyyətli konformasiya 

51 



d

əyişikliklərinin  baş  verməsi ilə  müşayiət  olunduğuna  görə  reaksiya sabit 

sür

ətlə baş vermir. Malat həyəcanlanmış vəziyyətindən sakit vəziyyətə keçərək 



ayrılan  hidrogen  ionunu  kofermentə  ötürərək substrat molekulu ilə  MDH 

birl


əşməsinə  şərait  yaradır.  Yalnız  reaksiya  məhsulları  ayrıldıqdan  və  MDH 

molekulu  başlanğıc  konformasiya  vəziyyətinə  qayıtdıqdan  sonra    substratın 

yenid

ən katalitik  çevrilməsi  baş  verir.  Bu  keçidlərlə  əlaqədar olaraq katalitik 



prosesin sür

əti zəifləyir. Oksaloasetatın malata çevrilmə reksiyası strukturunda 

baş verən konformasiya dəyişkənlikləri ilə əlaqədar deyil.

 

 



 

Şək. 1. Çiçəkləmə fazasında Amarantın MH subhüceyrə fraksiyalarında NAD-MDH-nın kata-

liz etdiyi malatın reduksiya reaksiyanın substratın qatılığından asılı olaraq dəyişməsinin ki-

ne

tikası. 1-kontrol, 2-quraqlıq. A-Mixaelis-Menten. B-Laynuiver-Berk, OA-oksalasetat. 



 

 

52 




 

Görünür NAD-MDH müxt

əlif subhüceyrə fraksiyalarında düzünə və dönər 

reksiyaların katalitik xüsusiyyətlərindəki fərqlər  onların subhüceyrə daxilində 

yerin

ə  yetirdiyi fizioloji funksiya  ilə  bağlıdır



.

  Sitozol v

ə  qlioksisomlarda 

malatın oksidləşmə reaksiyasının sürəti OA reduksiyası reaksiyasına nisbətən 

daha sür

ətli  olması  pH  aşağı  olması  ilə  izah edilir. pH qiyməti yüksək olan 

mitoxondri v

ə  etioplastlarda OA malata çevrilməsi  reaksiyasının  daha  sürətli 

olması həmin orqanoidlərdə pH yüksək olması ilə izah edilir. Qlioksomal və 

sitoplazmatik MDH-

ın dimer forması digərlərinə nisbətən daha yüksək katalitik 

aktivlik gost

ərir. Mitoxondrilərdə  və  xloroplastlarda lokalizasiya olunan 

fermentin  tetramer  forması  xüsusi  aktivliyin    və  katalitik  effektivliyin  aşağı 

olması ilə fərqlənir.

 

 



Şək.  2.  Çiçəkləmə  fazasında  Amarantın  ÖTH  subhüceyrə  fraksiyalarında  NAD-MDH-nın 

kataliz etdiyi malatın reduksiya reaksiyanın substratın  qatılığından asılı olaraq dəyişmə-

sinin  kinetikası.  1-kontrol, 2-quraqlıq.  A-Mixaelis-Menten. B-Laynuiver-Berk, OA-

oksaloasetat. 

53 



 

Malatın  oksidləşməsi  əlavə  energetik  baryerin  aradan  qaldırılması  və 

katalitik  akt  zamanı  molekulların  strukturunda  əhəmiyyətli konformasiya 

d

əyişikliklərinin  baş  verməsi ilə  müşayiət  olunduğuna  görə  reaksiya sabit 



sür

ətlə baş vermir. Malat həyəcanlanmış vəziyyətindən sakit vəziyyətə keçərək 

ayrılan  hidrogen  ionunu  kofermentə  ötürərək substrat molekulu ilə  MDH 

birl


əşməsinə  şərait  yaradır.  Yalnız  reaksiya  məhsulları  ayrıldıqdan  və  MDH 

molekulu  başlanğıc  konformasiya  vəziyyətinə  qayıtdıqdan  sonra    substratın 

yenid

ən katalitik  çevrilməsi  baş  verir.  Bu  keçidlərlə  əlaqədar olaraq katalitik 



prosesin sür

əti zəifləyir. Oksaloasetatın malata çevrilmə reksiyası strukturunda 

baş verən konformasiya dəyişkənlikləri ilə əlaqədar deyil. 

 



əyyən  olunmuşdur  ki,  amarantın  inkişafının  aktiv  fazalarında  NAD-

MDH fermentinin aktivliyi yarpaqlarının mezofil və örtük topa hüceyrələrinin 

mitoxondri  fraksiyalarında  sitozol  və  xloroplast  fraksiyalarına  nisbətən xeyli 

yüks


ək olur və  quraqlığın  təsiri  şəraitində  bu fərq daha  da  artır.  Alınan 

n

əticələr eyni zamanda onu göstərir ki, amarant bitkisinin mezofil və örtük topa 



hüceyr

ələrinin sitozol və  mitoxondri  fraksiyalarında  olan  NAD-MDH 

izoformaları  oksalasetatın  malata  çevrilməsi  reaksiyasını  həyata keçirir. 

Bundan f


ərqli olaraq  amarantın  mezofil  hüceyrələrinin xloroplast və 

mitoxondri, örtük topa hüceyr

ələrinin isə xloroplast fraksiyasında lokalizasiya 

olunan izoformalar 

əksinə olaraq malatın oksalasetata çevrilməsi reaksiyasını 

h

əyata keçirirlər.



 

 

ƏDƏBİYYAT 

1.

 

Блюменфельд Л.А., Плешанов П.Г. // Биофизика. 1986, т. 30, № 5, c. 760-763. 



2.

 

Епринцев А.Т., Игамбердиев А.У. // Физиология растений, 1995, т. 42, № 5, c. 759.  



3.

 

Сатар  А.Ф.,  Парфенова  И.В.,  Мальцева  Е.В.,  Фалалеева  М.И.,  Епринцев  А.Т.  // 



Сорбционные и хроматографические процессы. 2010, т. 10, вып. 2, C. 231-236. 

4.

 



Byrt C., Grof C., Furbank R. // J. of Integrative Plant Biology, 2011, v. 53, No 2, p. 120-135. 

5.

 



Cook P., Cleland W. Enzyme Kinetics  and  Mechanism  / New York, USA: Garland Sci., 

2007, 416 p. 

6.

 

Cousins A., Baroli I., Badger M. et al. // Plant Physiology, 2007, V. 145, P. 1006–1017. 



7.

 

Cornish-Bowden A. Fundamentals of Enzyme Kinetics. New York, USA: Wiley-



Blackwell, 2012, 510 p.

 

8.



 

Fieldes M., Electrophoresis, 1992, V. 13, P. 454-455. 

9.

 

Furbank R., von Caemmerer S., Sheehy J. // Functional Plant Biology, 2009, V. 36, P. 



845–856. 

10.


 

Furbank R. // J. of Experimental Botany, 2011, V. 62, P. 1-6. 

11.

 

Gardestrom P., Edwards E.  // Plant Physiol, 1983, V. 71, No 1, P. 24-29. 



12.

 

Goward C., Nicholls D. // Protein Science, 1994, V. 3, P. 1883-1888.



 

 

13.



 

Guliev N.M., Babaev G.G., Bairamov Sh.M.,  Aliev D.A. // Russian Journal of Plant 

Physiology, 2003, Vol. 50, No 2, P. 213-219. 

14.


 

Hong T., Nose A., Agarie S. // J. of Experimental Botany, 2004, V. 55, No 406, P. 2201-2211. 

15.

 

Minarik P., Tomaskova N., Kollarova M. // Gen. Physiol. Biophyd., 2002, V. 21, P. 257-265. 



16.

 

Musrati R., Kollarova M., Mernik N. // Gen Physiol. Biophys., 1998, V. 17, No 3, P. 193-210. 



54 


17.

 

Nunes-Nesi A., Carrari F., Lytovchenko A. et al. // Plant Physiol., 2005, V. 137, P. 611–622. 



18.

 

Pracharoenwattana I., Cornah J., Smith S. // The Plant Journal, 2007, V. 50, P. 381–390. 



19.

 

Scheibe R, Stitt M. // Plant Physiol Biochem., 1988, V. 26, P. 473–481. 



20.

 

Sedmak, J., Grossberg, S. // Anal. Biochem, 1977, V. 79, P. 544-552. 



21.

 

Selinski J., Konig N., Wellmeyer B. et al. // Mol. Plant., 2014, V. 7, P. 170–186. 



22.

 

Tomaz T., Bagard M., Pracharoenvwattana I. // Plant Physiology, 2010, V. 154, P. 1143-1154. 



23.

 

Wang Yu, Brautigam A., Weber A. // J. of Exp. Botany., 2014, V. 53, No 7, P. 3568-3578. 



24.

 

Wisemann  M., McKay D., Crow K.  //  Arch.  Biochem.  Biophys.  1991,  V.  290,  No  3,  P. 



191-196. 

 

 



 

 

ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ИЗМЕНЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ 

ХАРАКТЕРИСТИКИ НАД-МАЛАТДЕГИДРОГЕНАЗНОЙ РЕАКЦИИ В 

СУБКЛЕТОЧНЫХ ФРАКЦИЯХ ЛИСТЬЕВ АМАРАНТА В ОНТОГЕНЕЗЕ  

ПРИ ЗАСУХЕ 

 

У.А.КУРБАНОВА, И.М.АЛИМАММЕДЗАДЕ,  Г.Г.БАБАЕВ  



 

РЕЗЮМЕ 

 

Выделены  и  очищены  ассимиляционные  ткани  и  их  субклеточные  фракции-



цитизол, хлоропласт и митохондрии листьев амаранта. Сравнительно изучена динамика 

изменения  активности  и  кинетические  характеристики  (K

m

,  V


max

реакции,  катализи-



руемой НАД-Малатдегидрогеназой, в выделенных субклеточных фракциях, в онтогенезе 

при засухе.  



 

Ключевые  слова:  aмарант,  онтогенез,  водный  стресс,  НАД,  МДГ,  активность, 

кинетика, адаптация  



 

 

 

THE STUDY OF THE CHANGE DYNAMICS OF CATALITICAL PROPERTIES  

OF NAD-MALATEDEHIDROGENASE IN ONTHOGENESIS IN SUBCELLULAR 

FRACTIONS OF THE AMARANTH LEAVES UNDER DROUGHT 

 

U.A.GURBANOVA, I.M.ALIMAMMADZADE, H.G.BABAYEV  

 

SUMMARY 

 

Assimilation cells and their  subcellular fractions  -  cytosol, chloroplasts and mitochon-

dria from the leaves of amaranth have been isolated and purified. In the high-pirufied fractions 

of assimilation cells of amaranth leaves,  the dynamics of the activity changes and the kinetic 

parameters of the reactions, catalizing by the enzyme of NAD-Malatedehidrogenase has been 

comparatively investigated. 

 

K

еy words:  amaranth,  onthogenes,  water stress,  NAD,  MDH,  activity,  kinetics, 

adaptation 



 

Redaksiyaya daxil oldu: 16.09.2015-ci il 

Çapa 

imzalandı: 05.02.2016-cı il. 

55 

Yüklə 126,97 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə