Семинар

14 февраля 2020

18 февраля 2020 (вторник) в 13 часов

в малом конференцзале

Семинар

Федорин Дмитрий Николаевич

(Воронежский государственный университет)

«Биохимические и молекулярные механизмы трансдукции фоторецепторного сигнала и регуляции функционирования ферментов ди- и трикарбоновых кислот в растениях при смене светового режима»

(по материалам докторской диссертации)

Исследована роль изоферментов сукцинатдегидрогеназы цитратсинтазы и аконитатгидратазы в растения в адаптивной реакции к изменению факторов внешней среды (субклеточная локализация, изоферментный состав). На полученных в электрофоретически гомогенном состоянии препаратах этих ферментов выявлены различия в кинетических, каталитических и регуляторных характеристиках. Установленные различия в свойствах исследуемых изоферментов могут отражать их функциональную роль в листьях растений при адаптации к изменению внешних условий среды.

Показано, что важнейшим регулирующим фактором скорости функционирования исследуемых ферментов в растениях является свет. Механизм трансдукции светового сигнала осуществляются фитохромной системой, активная форма которой проявляет ингибирующее действие по отношению митохондриальным изоферментам. Выявлено, что внутриклеточный механизм трансдукции фитохромного сигнала осуществляется посредством свободных катионов кальция путем его перераспределения между компартментами клетки. При этом, кальмодулины выступают связующим звеном кальциевой сигнализации, обеспечивая внутриядерную трансдукция фоторецепторного сигнала.

Исследование транскрипции генов сукцинатдегидрогеназы, цитратсинтазы и аконитатгидратазы позволили установить, что фитохромная и криптохромная системы осуществляют свое действие через специализированные транскрипционные факторы PIF1, PIF3, PIF4, COP1 и HY5. Данные транскрипционные факторы регулируют экспрессию исследуемых генов взаимодействуя со специфическим Е- и G-участками в составе их промоторов.

Важную роль в регуляции функционирования исследуемых энзимов играет изменение уровня метилирования промоторных областей их генов. Высокий метильный статус промоторов генов исследуемых ферментов приводит к подавлению их транскрипции, что обуславливает эпигенетический способ регуляции функционирования энзимов метаболизма ди- и трикарбоновых кислот. Установлено, что статус метилирования отдельных CG-динуклеотидов промоторов генов, содержащих CpG-островки в своем составе, играет важную регуляторную роль в листьях растений в условиях различного светового режима.