Оптимизация методики измерения активности ферментов синтеза аспарагина пшеницы при ржавчинных заболеваниях

Abstract

В данной статье представлены результаты исследований активности ферментов, связанных с синтезом аспарагина – аспарагин синтетазы (АС) и аспарагиназы в листьях пшеницы в норме и при стрессовых условиях, как ржавчинные заболевания. Проведены моди-фикации и оптимизации методов экстрагирования белков и измерения активности аспара-гин синтетазы, а также исследования по разработке высокоэффективного метода альтер-нативной высокоэффективной жидкой хроматографии для измерения аспарагина, воспроиз-веденного аспарагин синтетазой. В результате эксперимента наблюдается, что актив-ность связанных с синтезом аспарагина повышается, и соответственно увеличивается концентрация аспарагина при инфицировании растения желтой ржавчиной (Puccinia striiformis f.sp. tritici). Выявлено, что активность АС и аспарагиназы в зараженных листьях пшеницы выше, чем у незараженных (контрольных) растениях. Из полученных результатов сделано предположение, что при стрессовых условиях ферменты метаболизма аспарагина работают интенсивнее, поэтому активность АС, как и активность аспариганазы повышается. Вероятно, что аспарагин играет важную роль в адаптации растений к биотическим стрессовым условиям

Бұл мақалада аспарагин синтезіне тікелей байланысты аспарагин синтетаза және аспарагиназа ферменттерінің белсенділіктерін қалыпты және күйзеліс жағдайларында (тат ауруларына шалдыққанда) зерттеу нәтижелері көрсетілген. Ақуыздарды бөліп алу және аспарагин синтетазаның, аспарагиназаның белсенділігін өлшеу әдістері өзгертіліп оптимизацияланған, сонымен қатар аспарагин синтетазаның бел-сенді жұмысының нәтижесінде пайда болған аспарагиннің мөлшерін анықтау үшін жоғары эффективті сұйық хроматографиясы әдісіне ұқсас жоғары эффективті әдіс өңделген. Тәжірибе нәтижесінде (Puccinia striiformis f.sp. tritici) сары тат ауруымен инфицир-ленген өсімдіктерде аспарагинді түзетін аспарагин синтетаза және оны ыдырытатын аспарагиназа ферменттерінің белсенділіктері артқандығы байқалған. Ауруға шалдыққан бидай жапырақтарында аспарагин синтетазаның белсенділігі 1,5 есе, ал аспарагиназаның белсенділігі 2 еседен артық артқандығы анықталды. Алынған мәліметтерге сүйене отырып мынадай тұжырым жасауға болады, яғни күйзеліс жағдайында аспарагин метаболизміне қатысатын ферменттер қарқынды жұмыс жасайды, сондықтан аспарагин синтетаза және аспарагиназа ферменттерінің белсенділігі артады. Өсімдіктердің биотикалық күйзеліс жағдайларына бейімелуінде аспарагин маңызды қызмет атқаруы мүмкін.

This article presents the results of research activity of enzymes associated with the synthesis of asparagine synthetase and asparaginase in wheat leaves under normal and stress conditions such as rust diseases. We have carried out the modification and optimization of protein extraction and asparagine synthetase assay methods, as well as research on the development of high- throughput methods, as an alternative to Ніgh pressure liquid chromatography for measuring the asparagine produced in the asparagine synthetase assay. In the experiment, observed that the activity associated with the synthesis of asparagine increased and accordingly increases the concentration of asparagine in plants infected with yellow rust (Puccinia striiformis f.sp. tritici). Revealed that AC activity in infected wheat leaves 1.5 times higher than that of uninfected (control) plants and asparaginase - more than 2 times. From the obtained results has been suggested that under stress conditions asparagine metabolism enzymes are working more intensively, as activities of asparagines synthetase and asparaginase have increased. Likely that asparagine plays an important role in the adaptation of plants to biotic stress conditions.