Россия
Россия
Россия
ГАМК-шунт – это анаплеротический путь цикла трикарбоновых кислот (ЦТК), который играет важную роль в адаптации растений к абиотическим стрессам, включая гипоксию. Он состоит из нескольких ферментов: глутаматдекарбоксилазы (ГДК, КФ 4.1.1.15), ГАМК-трансаминазы (ГАМК-Т, КФ 2.6.1.19) и сукцинатсемиальдегиддегидрогеназы (ССАДГ, КФ 1.2.1.24). Глутаматдегидрогеназа (ГАД, КФ 1.4.1.2)обеспечивает сопряжение между работой ГАМК-шунта и ЦТК. ГАМК-шунт позволяет обходить 2 реакции ЦТК в связи со снижением активности 2-оксоглутаратдегидрогеназного комплекса (КФ 1.2.1.105), обеспечивая альтернативный путь утилизации углерода и поддержания энергетического баланса клетки в условиях недостатка кислорода. При гипоксии активация ГАМК-шунта способствует стабилизации уровня восстановленных эквивалентов и поддержанию окислительного фосфорилирования. Нами было изучено влияние гипоксии на активность и экспрессию генов ферментов ГАМК-шунта (глутаматдегидрогеназы, глутаматдекарбоксилазы, ГАМК-трансаминазы и сукцинатсемиальдегиддегидрогеназы) в листьях кукурузы. Показано, что гипоксия вызывает изменения в активности и экспрессии генов ферментов ГАМК-шунта, а также влияет на метилирование генов глутаматдегидрогеназы. Было выяснено, что растительная клетка адаптируется к недостатку кислорода на транскрипционном и эпигенетическом уровнях.
глутаматдегидрогеназа, глутаматдекарбоксилаза, ГАМК-трансаминаза, сукцинатсемиальдегиддегидрогеназа, ГАМК-шунт, гипоксия, экспрессия, метилирование
1. Москвина П. П., Анохина Г. Б., Епринцев А. Т. Влияние низких концентраций кислорода на изменение уровня экспрессии гена GAD1 глутаматдекарбоксилазы в листьях кукурузы //Вестник ВГУ, серия: химия. биология. фармация, – 2024. – С. 38-44.
2. Ansari M. I. et al. GABA shunt: a key-player in mitigation of ROS during stress //Plant Growth Regulation. – 2021. – Т. 94. – С. 131-149.
3. Jalil S. U., Khan M. I. R., Ansari M. I. Role of GABA transaminase in the regulation of development and senescence in Arabidopsis thaliana //Current Plant Biology. – 2019. – Т. 19. – С. 100119.
4. Loreti E., Striker G. G. Plant responses to hypoxia: signaling and adaptation //Plants. – 2020. – Т. 9. – №. 12. – С. 1704.
5. Matz M. V. Amplification of representative cDNA samples from microscopic amounts of invertebrate tissue to search for new genes //Green Fluorescent Protein. – Humana Press. – 2002. – P. 3-18.
6. Salvatierra A. et al. Keep calm and survive: Adaptation strategies to energy crisis in fruit trees under root hypoxia //Plants. – 2020. – Т. 9. – №. 9. – С. 1108.
7. Sarasqueta Gómez A. et al. Nitrogen Source and External Medium pH Interaction Differentially Affects Root and Shoot Metabolism in Arabidopsis// Front. Plant Sci..2016. – V. 7. – P. 1–12.
8. Shelp B. J. et al. GABA shunt in developing soybean seeds is associated with hypoxia //Physiologia Plantarum. – 1995. – Т. 94. – №. 2. – С. 219-228.
9. Srivastava H. S., Singh R. P. Role and regulation of L-glutamate dehydrogenase activity in higher plants //Phytochemistry. – 1987. – Т. 26. – №. 3. – С. 597-610.
10. Štorchová H. et al. An improved method of DNA isolation from plants collected in the field and conserved in saturated NaCl/CTAB solution //Taxon. – 2000. – Т. 49. – №. 1. – С. 79-84.
11. Yu K. et al. A high-throughput colorimetric assay to measure the activity of glutamate decarboxylase //Enzyme and microbial technology. – 2011. – Т. 49. – №. 3. – С. 272-276.
12. Zhang Y. et al. DNA methylation analysis by bisulfite conversion, cloning, and sequencing of individual clones //DNA Methylation: Methods and Protocols. – 2009. – С. 177-187.
