Дифференциальное центрифугирование клеточных структур (часть 4)
При пересчете на 100 г золы получается обратная зависимость (табл. 53). Минимальное количество молибдена содержится в надосадочной жидкости, несколько большее — в крупных фрагментах клеток и митохондриях. Наиболее богаты этим микроэлементом ядра и хлоропласты.
Наибольшее количество молибдена содержится в белоксодержащих субмикроскопических структурах. Можно предположить, что он находится в тесной связи с белковыми молекулами, о чем свидетельствуют полученные нами данные при исследовании семян различных растений (Власюк и соавт., 1962).
Наяр (Najar, 1951) высказал мысль, что при наличии ионов металлов белки клетки образуют с ними комплексные металлоорганические соединения.
Ho данным А.С. Вечера (1961), максимальное соединение белка обнаружено в хлоропластах фасоли, в которых концентрировалось до 80% железа. В пластидах листьев найдены медь, цинк, марганец и молибден. В листьях люцерны содержится 5,6 мг молибдена, а в хлоропластах — 1,4 мг в пересчете на 1 кг сухого вещества.
Н.М. Сисакяном, Б. П. Смирновым (1954) также отмечена локализация микроэлементов в пластидах листьев, где они обусловливают важные биокаталитические процессы. В листьях люцерны молибдена найдено 5,5 мкг на 1 г сырого вещества; из них в хлоропластах содержалось 4 мкг.
М.Е. Уинфилд (1962) высказывает предположение, что в механизм взаимодействия ферментов азотного обмена входит хемосорбция молекул азота металлоферментами, содержащими два атома металла, которые могут образовывать двойные ковалентные связи с азотом.
Состояние молибдена в хлоропластах, выделенных из листьев кормовых бобов, мы пытались выяснить с помощью последовательного экстрагирования его различными растворителями: водой, оксалатным раствором (pH ,3,5) и 0,02 M раствором трилона Б. Были выделены следующие формы молибдена (в мг на 1 кг сырого вещества и % от общего его содержания):
Анализируя полученные данные, можно видеть, что в более зрелом возрасте значительная часть молибдена хлоропластов находится в активном, растворимом водой и трилоном Б состоянии, и только 28% его закреплено стромой хлоропластов. В начале же вегетации большая часть молибдена (до 65% от общего количества) сосредоточена в остатке; 16,4% его извлекали трилоном Б и 8,2—9,9% — оксалатным раствором и водой. Аналогичные исследования (в три срока) проводились с растениями сахарной свеклы (табл. 54, 55).
В органоидах клеток листьев сахарной свеклы распределение молибдена носит почти такой же характер. Надосадочная жидкость и крупные фрагменты клеток наиболее богаты молибденом; минимальное количество его обнаружено в осколках и ядрах; хлоропласты и митохондрии занимают промежуточное положение.
Исследованиями Уотли с соавт. (Whatlev et аl., 1951) установлено, что в хлоропластах, выделенных из листьев сахарной свеклы, в наибольшем количестве локализуются медь и железо (61—64%), Молибдена обнаружено 24,5% от общего содержания. При пересчете на 100 г золы не всегда получалась обратная зависимость. Возрастные изменения содержания молибдена в отдельных элементах клеток листьев сахарной свеклы не носят определенного характера.
Цинк, как марганец и молибден, в основном обнаруживается в надосадочной жидкости (цитоплазме), остающейся после осаждения всех клеточных структур гомогенатов листьев бобов и сахарной свеклы (табл. 56). В нисходящем порядке цинк содержится у бобов — в хлоропластах, ядрах, крупных фрагментах клеток, митохондриях и осколках; у сахарной свеклы — в крупных фрагментах, хлоропластах, ядрах, митохондриях и осколках. Общее содержание цинка на 1 кг сырого вещества в листьях бобов и сахарной свеклы к средине вегетации падает, что свидетельствует о его более интенсивном поглощении в молодом возрасте. В период от середины к концу вегетации количество цинка в листьях мало изменяется.
Содержание цинка в клеточных структурах в процессе вегетации уменьшается, что свидетельствует об ослаблении связи его с органоидами клеток в онтогенезе. В листьях бобов в начале вегетации в органоидах (ядрах, хлоропластах, митохондриях) обнаружено 43,6% цинка от общего его содержания; в средине вегетации — 33,0, а в конце ее — только 3,5%.
Ослабление связи цинка с клеточными структурами в онтогенезе в листьях сахарной свеклы выражено менее четко. В надосадочной жидкости некоторая часть цинка (у бобов довольно значительная — до 22,1% от общего содержания) связана с белками, которые осаждались 10%-ной три-хлоруксусной кислотой при нагревании. В литературе имеются указания, что ионы металлов способны образовывать с клеточными белками комплексные металлоорганические соединения (Najar, 1951).
Нас интересовал вопрос о формах цинка, встречаемых в листьях, степени его подвижности и закрепленности. Эти данные раскрывают связь цинка с различными соединениями: клетчаткой, гемицеллюлозой и пектиновыми веществами клеточных оболочек.
