Нуклеиновый и белковый обмен растений (часть 4)
H.М. Сисакян, И.И. Филиппович, Э.Н. Светайло (1962) изучали участие рибосом хлоропластов в синтезе белка. Включение глицина С14 испытывали в целых хлоропластах, во фракции крупных фрагментов хлоропластов и во фракции рибосом хлоропластов. По данным этих авторов, глицин С14 включался в белки фракций хлоропластов проростков гороха таким образом (в имп/мин):
Разрушение хлоропластов ведет к усилению включения C14 благодаря большей доступности «центров» синтеза белка. Работая с изолированными хлоропластами, H.М. Сисакян и И.И. Филиппович (1957) показали, что последние способны включать меченый глицин в белки.
Декен-Гренсон (Deken-Grenson, 1954), изучая клеточные структуры листьев цикория, заключил, что на свету интенсивный синтез белка происходит в пластидах, хотя белок накапливается также в митохондриях и микросомах. Однако в отдельных листьях табака, выдержанных в растворах сернокислого аммония, содержащего N13, наиболее активный синтез белка происходил не в хлоропластах, а в малых частицах — рибосомах. По данным Стефенсона, К. Тимана и П. Замечика (Stephenson и др., 1956), наиболее активно синтез белка осуществлялся в хлоропластах (опыты проводили с включением лейцина, меченого С14; расчет производили на 1 мг белка различных фракций), но при очень коротких экспозициях больше всего меченой аминокислотой обогащались микросомы.
Мартин и Мортон (Martin a. Morton, 1956) считают, что синтез белка протекает в основном в микросомах, а митохондрии доставляют для этого энергию, аккумулированную в АТФ. На участие микросом в синтезе белка у табака указывает и Козентино (1956). Однако в его опытах радиоавтографы показывают, что синтез белка может происходить также и в цитоплазматических гранулах.
По данным Дукера, Стинсона (Zucker, Stinson, 1962), в хлоропластах локализовано 75% общего белка листьев. Раствор бората извлекает из хлоропластов около 40% белка. Авторы считают, что хлоропласты являются в растительной клетке основными источниками белков и, возможно, основным местом их синтеза.
Эти данные: свидетельствуют о том, что в растениях в процессе образования пептидных связей и белков, очевидно, могут принимать участие разные структуры клетки; в зависимости от условий преобладают синтетические процессы в тех или иных структурных элементах. На свету синтез белка, по-видимому, в значительной мере происходит в хлоропластах. Таким образом, синтез пептидных связей и белков могут осуществлять все клеточные структуры. Синтез белка связан со структурными образованиями клетки, поэтому следует отметить только преимущественную локализацию и своеобразие его на отдельных структурах.
Совместно с З.М. Климовицкой и М.И. Ковальчук мы изучали распределение содержания белкового азота в клеточных структурах листьев из проростков бобов, гороха, а также из листьев сахарной свеклы и кукурузы, выращенных в песчаных культурах при наличии и отсутствии марганца. Выделение фракций проводили по ранее описанной нами методике. Мелкие осколки клеток, ядра, хлоропласты для сахарной свеклы выделяли на центрифуге К-13 (разрешающая способность 6000 об/мин) при 0°С; митохондрии, рибосомы — на центрифуге с разрешающей способностью 40 000 об/мин также при 0°С Белковый азот в отдельных органоидах клетки осаждали из соответствующих фракций 10%-ной трихлоруксусной кислотой. Дальнейшее его определение велось по микрометоду Кьельдаля.
Из всех органоидов клетки из листьев 15-дневных проростков бобов наиболее обогащены белковым азотом хлоропласты, затем в убывающем порядке идут цитоплазма, митохондрии, рибосомы (табл. 73). Под влиянием марганца уменьшается содержание белкового азота в цитоплазме и увеличивается в хлоропластах и митохондриях.
Аналогичная картина по содержанию белкового азота наблюдается в клеточных структурах гомогенатов листьев проростков гороха (табл. 74). Под влиянием марганца оно значительно снижается. Уменьшение идет главным образом за счет цитоплазмы и ядра. Некоторое увеличение содержания белкового азота отмечено в хлоропластах и рибосомах. Однако в процентах от общего содержания количество белкового азота в органоидах является довольно постоянной величиной.
Кукурузу выращивали в песчаных культурах на смеси Кнопа, используя полиэтиленовые сосуды. Реактивы очищали дитизоном. Так же. как и в предыдущих опытах, в клеточных структурах гомогенатов ее листьев в пересчете на навеску сырого вещества максимальное содержание белка отмечается для цитоплазмы и хлоропластов (табл. 75). В пересчете на сырое вещество фракций наибольшим количеством белка характеризуются хлоропласты, митохондрии. При наличии марганца в питательной смеси содержание белкового азота почти не изменяется в сравнении с контрольным вариантом, однако в хлоропластах, цитоплазме оно несколько снижается, что, по-видимому, может быть связано с более интенсивной утилизацией марганца.
