РОЛЬ ИОНОВ Са2+ В МЕМБРАННОМ МЕХАНИЗМЕ ДЕЙСТВИЯ АУКСИНА М.Ф. Шишова, Е.Л. Рудашевская, А.А. Кирпичникова, Н.И. Инге-Вечтомова, К.А Выхвалов Санкт-Петербургский госуниверситет, Санкт-Петербург, факс (812)328-4432, e-mail: bootika@ mail.ru C использованием тканевого (отрезки колеоптилей кукурузы), клеточного (протопласты из клеток листьев пшеницы) и мембранного (везикулы плазмалеммы из клеток колеоптилей) уровней исследования различными методами (экстраклеточные электроды, флуоресцентные зонды) было продемонстрировано, что ауксин-индуцированный транспорт ионов Са2+ в цитоплазму подавляется нифедипином и верапамилом, ингибиторами потенциал-зависимых Са2+-каналов L типа. Следовательно, можно было бы предположить возможность участия в ауксининдуцированных реакциях потенциал-зависимых Са2+-каналов. Однако данные, полученные с использованием везикул плазмалеммы, в отсутствии механизма первичного изменения величины мембранного потенциала позволяют, на наш взгляд, предположить наличие иного типа регуляции указанных каналов. Возможность прямого действия ауксина на Са2+-каналы, продемонстрированная нами для физиологически активных ауксинов, указывает на возможность существования у растений рецептор-управляемых Са2+-каналов, локализованных в плазмалемме. В нашей работе было изучено действие D16 преиммунного (D16пре), являющегося синтетическим пептидом — гомологом аминокислотной последовательности концентрвативного домена ауксин-связывающего белка 1, на который были выработаны антитела D16 (Venis et al., 1992). В ряде работ было показано, что введение в среду с протопластами АСБ1 могло восстанавливать чувствительность к ауксину у клеток мутантных растений. Можно предположить, что при выделении везикул плазмалеммы часть рецепторных комплексов нарушается в связи с потерей ассоциированного рецепторного домена, функцию которого осуществляет АСБ1. Следовательно, использование АСБ1 или его части (D16пре) может приводить к изменению регуляции ауксином транспорта 52 ионов Са2+. Показано, что действие D16пре при непосредственном внесении в инкубационную среду содержащую везикулы не оказывает влияния на транспорт катионов. Кроме того, D16пре не оказывал действия и на амплитуду ауксин-зависимой генерации потенциала на мембранах везикул. Однако после предварительной предобработке везикул с D16пре наблюдается значительное повышение интенсивности транспорта ионов Са2+, что свидетельствует о восстановлении активности ряда рецепторных комплексов на плазмалемме, структура которых была нарушена при выделении. Нами были использованы также антитела D16 к консервативному домену АСБ1, отвечающему на связывание ИУК. Показано, что внесение D16 в инкубационную среду к везикулам плазмалеммы регистрируется изменением флуоресценции потенциал-зависимого зонда diS-C3(5), что свидетельствует об индукции транспорта ионов Са2+ внутрь везикул. Амплитуда генерируемого на мембране потенциала сопоставима по величине с ауксин-индуцированой в данном градиентном по Са2+ варианте. Следует особо обратить внимание на то, что D16 резко снижал действие физиологически активных ауксинов (ИУК, 1-НУК), не оказывая влияния на действие неактивного 2-НУК. Анализ действия D16 показал, что и антитела, и физиологически активные ИУК и 1-НУК способны индуцировать транспорт катионов через везикулярную мембрану. В результате активации рецепторуправляемого Са2+ канала плазмалеммы осуществляется разнонаправленных транспорт ионов. Са2+ транспортируется в цитоплазму растительной клетки, тогда как К+ переносится во внешнюю среду. Обобщая все приведенные результаты можно заключить, что рецепторный комплекс ауксина в плазмалемме растительных клеток состоит из трансмембранного домена, представленного Са2+ каналом, и ассоциированного с ним рецепторного домена, функцию которого выполняет ауксин-связывающий белок 1. Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных исследований (гранты № 00-04-48551, 00-15-99358). Авторы выражают глубокую признательность проф. М.Венису за предоставленные антитела. Литература 1. Polevoi V.V., Sinyutina N.F., Salamatova T.S., Inge-Vechtomova N.I., Tankelyun O.V., Sharova E.I., Shishova M.F. Mechanism of auxin action: second messengers // Plant hormone signal perception and transduction / eds. A.R. 53 Smith, A.W. Berry, N.V.J. Harpham et. al. Kluwer Academic Publishers, the Netherlands. 1996. P. 223–231. 2. Шишова М.Ф., Инге-Вечтомова Н.И., Рудашевская Е.Л., Полевой В.В. Действие ауксина на транспорт катионов через мембрану везикул плазмалеммы клеток колеоптилей кукурузы // Доклады РАН. 1997. Т. 356. № 5. C. 700–704. 3. Шишова М.Ф., Инге-Вечтомова Н.И., Выхвалов К.А., Рудашевская Е.Л., Полевой В.В. Ауксинзависимый транспорт ионов К+ и Ca2+ через мембрану везикул плазмалеммы клеток колеоптилей кукурузы // Физиология растений. 1998. Т. 45. № 1. C. 79–85. 4. Shishova M., Lindberg S. Auxin-induced cytosolic acidification in wheat leaf protoplasts depends on external concentration of Ca2+ // Journal of Plant Physiology. 1999. V. 155. № 2. P. 190–196. 5. Шишова М.Ф., Линдберг С., Полевой В.В. Активация ауксином транспорта Са2+ через плазмалемму растительных клеток // Физиология растений. 1999. Т 46. № 5. С. 441–449. 54