Алленоксидсинтазный путь в растениях: Изучение механизмов биосинтеза циклопентенонов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.12, кандидат биологических наук Чечеткин, Иван Русланович

• Чечеткин, Иван Русланович
• кандидат биологических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Чечеткин, Иван Русланович

Оглавление.

Список использованных сокращений.

Цифровые обозначения и структурные формулы соединений, рассматриваемых в работе.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Липоксигеназное окисление жирных кислот.

1.1.1 Липоксигеназы.

1.1.2 Структурные особенности липоксигеназ.

Механизм автоактивации.

1.1.3 Основные свойства липоксигеназ.

1.1.3.1 Региоспецифичностъ.

1.1.3.2 Оптическая и геометрическая специфичность.

1.1.4 Механизм липоксигеназного окисления жирных кислот.

1.1.5 Двойное диоксигенирование.

1.1.6 Функциональное значение продуктов липоксигеназного окисления жирных кислот.

1.2 Алленоксидсинтазный путь.

1.2.1 История открытия алленоксидсинтазного пути.

1.2.2 Природа и свойства ферментов алленоксидсинтазного пути.

1.2.3 Механизмы образования кетолов.

1.2.4 Механизмы биосинтеза циклопентенонов.

1.2.5 Вторичные превращения кетолов и циклопентенонов.:.

1.2.6 Физиологическое значение продуктов алленоксидсинтазного пути.

1.3 Гидропероксидлиазный путь.

1.3.1 Гетеролитические гидропероксидлиазы.

1.3.2 Гемолитические гидропероксидлиазы.

1.3.3 Физиологическое значение гидропероксидлиазных продуктов.

1.4 Дивинилэфирсинтазный путь.

1.5 Пероксигеназный путь.

Глава 2. Материалы и методы исследования.

2.1 Реактивы и материалы.

2.1.1 Меченые соединения промышленного производства.

2.1.2 Получение гидроперекисей жирных кислот.

2.1.3 Получение [1-14С]-12-оксо-фитоновой и [1-14С]-10-оксо-фитоновой кислот.

2.1.4 Получение эфирно-спиртового раствора диазометана.

2.1.5 Химические реактивы.

2.1.6 Хроматографические материалы.

2.2 Методы исследования.

2.2.1 Анализ оксигенированных жирных кислот методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

2.2.2 Методы исследования образования циклопентенонов из геометрических изомеров ГПОД алленоксидсинтазой из семян льна и кукурузы.

2.2.2.1 Получение алленоксидсинтазы из семян льна и кукурузы.

2.2.2.2 Инкубации алленоксидсинтазы с геометрическими изомерами ГПОД.

2.2.2.3 Исследование влияния pH на биосинтез циклопентенонов из [1-14С](9Е)-13-ГПОД и [l-i4C](9Z)-13-rnOT препаратом алленоксидсинтазы из семян льна.

2.2.2.4 Анализ продуктов методом ВЭЖХ.

2.2.2.5 Количественное определение циклопентенонов.

2.2.3 Исследование геометрической изомерии соединений I и IV.

2.2.4 Исследование метаболизма [1-14С](92)-13-ГПОД и 1 - 14С] (9Z)-13 -ГПОТ в капусте {Brassica oleraced).

2.2.4.1 Получение фильтрата гомогената листьев капусты белокочанной.

2.2.4.2 Условия инкубации f 1-14C](9Z)-13-ГПОД и [1-14CJ(9Z)-13-ГПОТ с фильтратом гомогената листьев капусты белокочанной.

2.2.5 Применение молекулярной спектроскопии для исследования строения оксигенированных жирных кислот.

2.2.5.1 Ультрафиолетовая спектроскопия.

2.2.5.2 Масс-спектрометрия.

2.2.5.3 ЯМР - спектроскопия.

Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение.

3.1 Механизмы образования циклопентенонов из линолевой кислоты.

3.1.1 Идентификация основных продуктов.

3.1.2 Исследование строения соединения 1.

3.1.3 Исследование строения соединения IV.

3.1.4 Количественное определение циклопентенонов.

Обсуждение результатов.

3.2 Влияние pH на способность жирнокислотных окисей аллена к циклизации.

3.3 Алленоксидсинтазный путь в капусте {Brassica oleraceae).

3.3.1 Биосинтез циклопентеноновых производных линолевой кислоты в экспериментах in vitro.

3.3.2 Исследование строения соединения VIII.

3.3.3 Динамические изменения биосинтеза

12-оксо-ФЕК в капусте белокочанной.

Обсуждение результатов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Алленоксидсинтазный путь в растениях: Изучение механизмов биосинтеза циклопентенонов»

Актуальность темы. В последнее время достигнуты значительные успехи в изучении оксигенированных С20-жирных кислот, получивших групповое название "эйкозаноиды". Одними из важных эйкозаноидов являются простагландины. В 1982 г. комитет по Нобелевским премиям присудил премию по физиологии и медицине профессорам Бергстрому и Самуэльсону (Швеция) и профессору Вейну (Великобритания) за открытие простагландинов. Основным путём оксигенирования полиеновых жирных кислот у млекопитающих является каскад арахидоновой кислоты с участием циклооксигеназ. Кроме простагландинов, в этом каскаде образуются разнообразные высокоактивные биорегуляторы: лейкотриены, гепоксилины, липоксины, тромбоксаны.

Присутствие циклооксигеназ в растениях до сих пор не установлено. Однако в растениях и кораллах широко распространён другой путь образования простагландин-подобных соединений. Этот метаболический путь, контролируемый алленоксидсинтазой и потому названный "алленоксид-синтазным", приводит к образованию оксигенированных 18-углеродных продуктов (оксилипинов), один из которых, 12-оксо-10,15-фитодиеновая кислота, является предшественником фитогормона 7-изожасмоновой кислоты и родственных С12-соединений (жасмоноидов). Последние участвуют в передаче химических сигналов, индукции специфических мРНК и "жасмонат-индуцируемых белков" (в том числе ингибиторов протеиназ), а также в регуляции роста [73].

Исследование биосинтеза жасмоноидов и их предшественников активно ведётся с 1978 года, то есть с того времени, когда эти соединения были впервые открыты. Благодаря усилиям учёных многих стран мира было показано, что превращение 13-гидроперекиси линоленовой кислоты в циклопентенон 12-оксо-ФДК осуществляется через алленоксидный интермедиат, были обнаружены ферменты, катализирующие циклизацию окиси аллена, (алленоксидциклазы) и было достигнуто понимание механизма биосинтеза этого циклопентенона, а также были выяснены детали его дальнейшего превращения в 7-мзо-жасмоновую кислоту.

В последние несколько лет развернулась полемика вокруг вопроса о том, возможен ли биосинтез циклопентенонов, подобных 12-оксо-ФДК, а также жасмоноидов из линолевой кислоты или её 13-гидроперекиси. Ряд исследователей полагает, что в растениях возможно образование из линолевой кислоты 15,16-дигидроаналога 12-оксо-ФДК и его дальнейшее превращение в 9,10-дигидрожасмонат. Однако в опубликованных ими работах содержались противоречивые данные, связанные с неправильным анализом масс-спектров, [64] и до сих пор не были приведены данные ЯМР для соединения, идентифицированного в конских бобах (Viciafabo) как дигидрожасмонат [104]. Другие учёные наблюдали образование циклопентенона 12-оксо-фитоеновой кислоты из (Z, /;)-13-гидроперекиси линолевой кислоты только в присутствии сывороточных альбуминов, но механистические детали этого превращения до сих пор не были изучены.

Анализ имеющихся данных навёл нас на мысль о том, что неспособность (Z, Я)-13-гидроперекиси линолевой кислоты превращаться в циклопентенон в отсутствии сывороточного альбумина связана со стерическим фактором. Чтобы проверить эту гипотезу, нами было проведено исследование по изучению способности к циклизации всевозможных изомеров гидроперекисей линолевой кислоты.

Цель и задачи исследования. Основная цель настоящего исследования состояла в выяснении роли структурных факторов и рН в контроле циклизации жирнокислотных окисей аллена.

В задачи экспериментальных исследований входило:

- выделить и идентифицировать продукты циклизации окисей аллена, образуемые из различных изомеров гидроперекисей линолевой кислоты льняной и кукурузной алленоксидсинтазами;

- изучить влияние рН на образование циклопентенонов из (9Z)-13-гидроперекиси линоленовой кислоты и (9Е)-13-гидроперекиси линолевой кислоты;

- исследовать метаболизм in vitro экзогенных (9Z)-13-гидроперекисей линолевой и линоленовой кислот в листьях капусты белокочанной. Научная новизна. Впервые установлено, что (Е,Я)-изомеры 9- и 13-гидроперекисей линолевой кислоты успешно превращаются in vitro в циклопентеноны 12-оксо-10-фитоеновую и 10-оксо-11-фитоеновую кислоты, соответственно, a (Z,^-гидроперекиси дают только следовые количества этих кислот. Полученные данные свидетельствуют о решающей роли перехода s-транс конформации в s-цис для циклизации окисей аллена.

Впервые обнаружена зависимость спонтанной циклизации 12,13-окисей аллена линолевой и а-линоленовой кислот от рН и объяснены механизмы влияния рН на биосинтез циклопентенонов.

Впервые показано, что в листьях капусты белокочанной метаболизм линолевой и а-линоленовой кислот протекает по алленоксидсинтазному пути. Выделены и идентифицированы циклопентеноны, необнаруженные ранее в растениях, - транс- и г/моизомер 12-оксо-10-фитоеновой кислоты. Обнаружено, что биосинтез 12-оксо-10-фитоеновой кислоты в листьях капусты белокочанной зависит от возраста растения.

Практическая ценность результатов. Полученные результаты вносят существенный вклад в понимание механизмов биосинтеза циклопентенонов.

12

Результаты работы могут быть использованы при чтении лекций по биохимии липидов в вузах.

Апробация работы. Материалы диссертации обсуждались на итоговых научных конференциях КНЦ РАН (Казань, 2000-2001), конференции молодых учёных КГУ (Казань, 2000), международном симпозиуме по эйкозаноидам и биоактивным липидам у немлекопитающих (Берлин, Германия, 2000), международной конференции по успехам в изучении простагландинов и лейкотриенов (Флоренция, Италия, 2000).

По теме диссертации опубликовано 3 работы. Одна работа находится в печати.

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Чечеткин, Иван Русланович

ВЫВОДЫ

1. Впервые изучена способность к спонтанной циклизации алленоксидных интермедиатов, образуемых льняной и кукурузной алленоксидсинтазами из (Z,E)~ и (Е,£)-изомеров 9- и 13-гидроперекисей линолевой кислоты. Установлено, что (£,Я)-изомеры 9- и 13-гидроперекисей линолеата успепшо превращаются в 12-оксо-10-фитоеновую и 10-оксо-11-фитоеновую кислоты с /я/?аяорасположением боковых цепей, соответственно, а (Z,E)-гидроперекиси дают только следовые количества этих кислот.

2. Показано, что переход интермедиата циклизации, пентадиенильного катиона, из s-транс в s-цис конформацию лимитирует скорость циклизации 18:2-окисей аллена.

3. Впервые обнаружено, что циклизация 12,13-ЭОТ блокируется при кислотных значениях pH, тогда как циклизация 12,13-ЭОД, напротив, максимальна при pH 3,0. Эти результаты свидетельствуют о принципиальном различии механизмов циклизации 12,13-ЭОТ и 12,13-ЭОД.

4. Показано, что метаболизм линолевой и а-линоленовой кислот в листьях капусты белокочанной (Brassica oleraceae var. capitata f. alba) протекает по алленоксидсинтазному пути.

5. В результате экспериментов in vitro с капустой белокочанной выделены и идентифицированы циклопентеноны, необнаруженные ранее в растениях, -транс- и г/ис-изомер 12-оксо-10-фитоеновой кислоты.

6. Обнаружено, что биосинтез 12-оксо-10-фитоеновой кислоты в листьях капусты белокочанной подвержен изменениям в ходе онтогенеза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные в данной работе результаты дают ответы на несколько важных вопросов, волновавших на протяжении последних двадцати лет многих исследователей липоксигеназного пути растений.

Прежде всего это вопрос о том, почему (92)-13-ГПОТ легко превращается в продукт циклизации - циклопентенон г/мс-12-оксо-ФДК, а (97)-13-ГПОД даёт только небольшой выход ш/мноциклопентенона, да и то только при стабилизации её бычьим сывороточным альбумином. В ранних исследованиях, посвященных изучению данного вопроса, было установлено, что циклизация зависит от наличия двойной связи в р,у-положении по отношению к гидропероксигруппе субстрата [138], что связано с вовлечением тт-электронов этой связи в образование цвиттерионного интермедиата, необходимого для циклизации [52]. В ходе проведённых нами исследований было показано, что окиси аллена, образованные из (^^-гидроперекисей линолевой кислоты, в отличие от окисей аллена, происходящих из (2, /^-гидроперекисей линолевой кислоты, легко циклизуются с образованием транс-12-оксо-ФЕК. Эти данные свидетельствуют о решающей роли стерического фактора в циклизации жирнокислотных окисей аллена. Таким образом, неспособность (92)-13-ГПОД и (12£)-13-ГПОД превращаться в г/моциклопентеноны объясняется как отсутствием |3,у-двойной связи, так и наличием стерического препятствия для образования перициклической формы пентадиенильного катиона, крайне необходимой для циклизации. Образование следовых количеств транс-циклопентенонов из этих гидроперекисей было объяснено частичной цис-транс изомеризацией двойной связи в пентадиенильном катионе.

Параллельно был получен ответ на вопрос о том, какой механизм лежит в основе циклизации 18:2-окисей аллена. Если для 12,13-ЭОТ характерен механизм диполярной циклизации, осуществляющийся при анхимерном содействии р,у-двойной связи [52], то в случае 9ДО-ЭОД и 12,13-ЭОД, у которых отсутствует р//-двойная связь, возможен только предложенный нами механизм электроциклизации. Согласно этому механизму, сначала происходит спонтанное раскрытие оксирана окиси аллена, сопровождаемое образованием пентадиениль-ного карбокатиона, а затем - замыкание перициклического кольца между девятым и тринадцатым атомами углерода, приводящее к образованию циклопенте-нонового производного. Поскольку в основе диполярной циклизации и элекгро-циклизации лежат превращения ионизированных интермедиатов, то оба процесса должны зависеть от концентрации протонов. Поэтому для получения дополнительной информации о механизмах циклизации жирнокислотных окисей аллена нами были изучены превращения (97)-13-ГПОТ и (9Я)-13-ГПОД алленоксидсинтазой из семян льна при различных значениях рН. В результате было установлено, что образование 12-оксо-ФДК из (97)-13-ГЛОТ снижалось при рН ниже 7,5 и полностью подавлялось ниже рН 4,5, а образование 12-оксо-ФЕК из (9£)-13-ГПОД, напротив, стимулировалось при кислотных значениях рН. Полученные данные свидетельствуют об исключительно важной роли отрицательного заряда в образовании 12-оксо-ФДК, что согласуется с диполярным механизмом реакции, а также об отсутствии непосредственного участия этого заряда в образовании 12-оксо-ФЕК, что вполне согласуется с электроциклическим механизмом аннуляции. Таким образом, исследование влияния рН убедительно свидетельствует о том, что механизмы циклизации 12,13-ЭОТ и 12,13-ЭОД принципиально различны.

Результаты настоящей работы также дают ответ на вопрос о том, возможно ли образование циклопентенонов из линолевой кислоты или её гидро-пероксипроизводных в растениях. Первые сведения об образовании рацемического г/моциклопентенона 10-оксо-ФЕК из линолевой кислоты и её

9-гидроперекиси в корнях и молодых проростках клубней картофеля появились совсем недавно [69]. Достоверные данные об образовании другого циклопенте-нонового производного линолевой кислоты - 12-оксо-ФЕК - в существующей литературе отсутствуют. Таким образом, нами впервые было показано, что (92)-13-ГПОД способна превращаться в транс- и í/wc-изомеры 12-оксо-ФЕК в капусте белокочанной. Механизм обоих превращений изучен пока не был, но предполагается, что в картофеле и капусте имеет место квазиферментативный процесс циклизации и, возможно, в этом процессе участвует не известный пока фактор циклизации неферментативной природы.

Вопрос о том, какую роль могут играть в природе циклопентеноны, образующиеся из окисей аллена линолевой кислоты, остаётся пока открытым, поскольку случаи их образования единичны и в отличие от предшественника жасмоноидов 12-оксо-ФДК они являются минорными продуктами метаболизма окисей аллена. Тем не менее зависимость биосинтеза 12-оксо-ФЕК в капусте белокочанной от сезона указывает на участие этого оксилипина в жизнедеятельности растения. Однако это подлежит дальнейшему изучению в экспериментах in vivo. Блехерт с соавторами [14] предположили, что 12-оксо-ФЕК может вовлекаться в биосинтез 9,10-дигидрожасмоновой кислоты. Несмотря на свою привлекательность, эта гипотеза представляется нам сомнительной, поскольку до сих пор не было представлено надёжных доказательств обнаружения 9,10-дигидрожасмоната в растениях. Таким образом, ещё предстоит выяснить, имеет ли место образование 12-оксо-ФЕК, 10-оксо-ФЕК и 9,10-дигидрожасмоната т vivo, а также исследовать механистические детали образования этах циклопенте-нонов и определить факторы, контролирующие этот метаболический процесс.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Чечеткин, Иван Русланович, 2002 год

1. Гречкин А.Н., Курамшин Р.А., Тарчевский И.А. Образование нового а-кетола гидропероксиддегидразой из семян льна // Биоорган, химия. -1991.-Т. 17,№7. -С. 997-998.

2. Физер Л., Физер М. Реагенты для органического синтеза: Пер. с англ. Т. 1.-М.: Мир, 1970. -243 с.

3. Abian J., Gelpi Е., Pages М. Effect of abscisic acid on the linoleic acid metabolism in developing maize embryos // Plant Physiol. 1991. - Vol. 95, № 4. - P. 12771283.

4. Andrianarison R.-H., Beneytout J.-L., Tixier M. An enzymatic conversion of lipoxygenase products by a hydroperoxide lyase in blue-green algae (Oscillatoria sp.) II Plant Physiol. 1989. - Vol. 91, № 4. - P. 1280-1287.

5. Bate N.J., Rothstein S.J. C6-volatiles derived from the lipoxygenase pathway induce a subset of defense-related genes // Plant J. 1998. - Vol. 16, № 5. - P. 561-569.

6. Bell E., Mullet J.E. Lipoxygenase gene expression is modulated in plants by water deficit, wounding, and methyl jasmonate // Mol. Gen. Genet. 1991. -Vol. 230, №3,-P. 456-462.

7. Berger R.G., Kler A., Drawert F. The C6-aldehyde-forming system in Agropyron repens //Biochim. Biophys. Acta. 1986. - Vol. 883, № 3. - P. 523-530.

8. Berry H., Débat H., Garde V.L. Oxygen concentration determines regiospecificity in soybean lipoxygenase-1 reaction via a branched kinetic scheme // J. Biol. Chem. 1998. - Vol. 273, № 5. - P. 2769-2776.

9. Bild G.S., Ramodoss C.S., Linn S., Axelrod B. Double dioxygenation of arachidonic acid by soybean lipoxygenase-1 // Biochem. and Biophys. Res. Communs. 1977. - Vol. 74, № 3. - P. 949-954.

10. Blechert S., Brodschelm W., Holder S., Kammerer L., Kutchan T.M., Mueller M.J., Xia Z.Q., Zenk M.H. The octadecanoic pathway: signal molecules for the regulation of secondary pathways // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995. - Vol. 92, №10. -P. 4099-4105.

11. Blée E. Phytooxylipins and plant defense reactions // Progress in Lipid Research. -1998.-Vol. 37,№1.-P. 33-72.

12. Blée E., Schuber F. Oxylipins in plants: the peroxygenase pathway // Plant Lipid Metabolism. Kluwer: Dordrecht, 1995, P. 262-264.

13. Blée E., Schuber F. Stereocontrolled hydrolysis of the linoleic acid monoepoxide regioisomers catalyzed by soybean epoxide hydrolase // Eur. J. Biochem. 1995. -Vol. 230, №1,-P. 229-234.

14. Brash A.R. Lipoxygenases: occurrence, functions, catalysis, and acquisition of substrate // J. Biol. Chem. 1999. - Vol. 274, № 34. - P. 23679-23682.

15. Brash A.R., Baertschi S. W., Harris T.M. Formation of prostaglandin A analogues via an allene oxide // J. Biol. Chem. 1990. - Vol. 265, № 12. - P. 6705-6712.

16. Brash A.R., Baertschi S.W., Ingram C.D., Harris T.M. Isolation and characterization of natural allene oxides: unstable intermediates in the metabolism of lipid hydroperoxides // Proc. Nat. Acad. Sci. 1988. - Vol. 85, № 10. - P. 3382-3386.

17. Brash A.R., Ingram C.D., Harris T.M. Analysis of a specific oxygenation reaction of soybean lipoxygenase-1 with fatty acids esterified in phospholipids // Bioehem. -1987. Vol. 26, № 17. - P. 5465-5471.

18. Caldelari D., Farmer E.E. A rapid assay for the coupled cell free generation of oxylipins // Phytochemistry. 1998. - Vol. 47, № 4. - P. 599-604.

19. Christianson D.D., Gardner H.W. Substitution reactions of linoleic acid hydroperoxide isomerase // Lipids. 1975. - Vol. 10, № 8. - P. 448-453.

20. Conconi A., Smerdon M.J., Howe G.A., Ryan C.A. The octadecanoid signallingpathway in plants mediates a response to ultraviolet radiation // Nature. 1996. -Vol. 383, № 6603. - P.826-829.

21. Corey E.J., Nagata R., Wright S.W. Biomimetic total synthesis of colneleic acid and its function as a lipoxygenase inhibitor // Tetrahedron Lett. 1987. - Vol. 28, №42.-P. 4917-4920.

22. Crombie L., Morgan D.O., Smith E.H. The Enzymic formation of colneleic acid, a divinyl ether fatty acid: experiments with ((9iS)-1802)hydroperoxyoctadeca-(10E),( 12Z)-dienoic acid// J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1987. - № 7. - P. 502-503.

23. English J., Bonner J., Haagen-Smit A.J. Structure and synthesis of a plant wound hormone // Science. 1939. - Vol. 90. - P. 329.

24. J.F.G. Substrate fatty acid activation in soybean lipoxygenase-1 catalysis // Biochim. Biophys. Acta. 1985. - Vol. 831, № 3. - P. 302-305.

25. Feng P., Vick B.A., Zimmerman D.C. Formation of gamma-ketols from 13- and 9-hydroperoxides of linolenic acid by flaxseed hydroperoxide isomerase // Lipids. -1981. Vol. 16, № 3. - P. 377-379.

26. Galliard T., Phillips D.R. Novel divinyl ether fatty acid in extract of Solanum tuberosum II Chem. Phys. Lipids. 1973. - Vol. 11, № 3. - P. 173-180.

27. Galliard T., Phillips D.R. The Enzyme conversion of linoleic acid into 9-(nona-1 ',3'-dienoxy)non-8-enoic acid, a novel unsaturated ether derivative isolated from homogenates of Solanum tuberosum tubers // Biochem. J. 1972. - Vol. 129, №3,-P. 743-753.

28. Galliard T., Wardale D.A., Mathew J.A. The enzymic andnon-enzymic degradation of colneleic acid, an unsaturated fatty acid ether intermediate in the lipoxygenase pathway of linoleic acid oxidation in potato {Solanum tuberosum) tubers //

29. Biochem. J. 1974. - Vol. 138, № 1. - P. 23-31.

30. Gardner H.W. Analysis of plant lipoxygenase metabolites // Advances in Lipid Methodology four. Dundee: The Oily Press, 1997, P. 1-43.

31. Gardner H.W. Recent investigations into the lipoxygenase pathway of plants // Biochim. Biophys. Acta. 1991. - Vol. 1084, № 3 - P. 221-239.

32. Gardner H.W. Sequential enzymes and linoleic acid oxidation in corn germ: lipoxigenase and hydroperoxide isomerase // J. Lipid Res. 1970. - Vol. 11, № 4. -P. 311-321.

33. Gardner H.W. Soybean lipoxygenase-1 enzymically forms both (95)- and (135)-hydroperoxides from linoleic acid by a pH-dependent mechanism // Biochim. Biophys. Acta. 1989. - Vol. 1001, № 3. - P. 274-281.

34. Gardner H.W. Stereospecificity of linoleic acid hydroperxide isomerase from corn germ // Lipids. 1979. - Vol. 14, № 2. - P. 208-211.

35. Gardner H.W., Grove M.J. Soybean lipoxygenase-1 oxidizes 3Z-nonenal. A Route to 45-hydroperoxy-2£-nonenal and related products // Plant Physiol. 1998. -Vol. 116.-P. 1359-1366.

36. Gardner H.W., Plattner R.D. Linoleate hydroperoxides are cleaved heterolytically into aldehydes by a Lewis acid in aprotic solvent // Lipids. 1984. - V. 19, № 4. -P. 294-299.

37. Genitsen M., Veldink G.A., Vliegenthart J.F.G., Boldingh J. Formation of a-and y-ketols from oxygen-18-labeled linoleic acid hydroperoxides by corn germ hydroperoxide isomerase // FEBS Lett. 1976. - Vol. 67, № 2. - P. 149-152.

38. Glickman M.H., Klinman J.P. Nature of rate-limiting steps in the soybean lipoxygenase-1 reaction // Biochem. 1995. - Vol. 34, № 43 - P. 14077-14092.

39. Grechkin A.N. Cyclisation of natural allene oxide fatty acids. The anchimeric assistance of p,y-double bond beside the oxirane and the reaction mechanism // Biochim. Biophys. Acta. 1994. - V. 1213, №> 2. - P. 199-206.

40. Grechkin A. Recent developments in biochemistry of the plant lipoxygenase pathway // Prog. Lipid. Res. 1998. - Vol. 37, № 5. - P. 317-352.

41. Grechkin A.N., Fazliev F.N., Mukhtarova L.S. The lipoxygenase pathway in garlic (Allium sativum L.) bulbs: detection of the novel divinyl ether oxylipins // FEBS Lett. 1995. - Vol. 371, №> 2. - P. 159-162.

42. Grechkin A.N., Hamberg M. Divinyl ether synthase from garlic (Allium sativum L.) bulbs: sub-cellular localization and substrate regio- and stereospecificity // FEBS Lett. 1996. - Vol. 388, № 2-3. - P. 112-114.

43. Grechkin A.N., Ilyasov A.V., Hamberg, M. On the mechanism of biosynthesis of divinyl ether oxylipins by enzyme from garlic bulbs // Eur. J. Biochem. 1997. -Vol. 245.-P. 137-142.

44. Grechkin A.N., Kukhtina N.V., Gafarova T.E., Kuramshin R.A. Oxidation of 1-I4C.linolenic acid in isolated microsomes from pea leaves // Plant Sci. 1990. -Vol. 70, №2.-P. 175-180.

45. Grechkin A.N., Kuramshin R.A., Efremov Y.J., Latypov S.K., Safonova E.Y., Ilyasov A.V. New products of alpha-linolenic acid oxidation by potato tuber lipoxygenase // Doklady AN SSSR (Proc. USSR Acad. Sci.) 1990. - Vol. 314, № 5. - 1247-1249.

46. Grechkin A.N., Kuramshin R.A., Latypov S.K., Safonova E.Y., Gafarova T.E., Ilyasov A. V. Hydroperoxides of ketols. Novel products of the plant lipoxygenase pathway // Eur. J. Biochem. 1991. - Vol. 199, № 2. - P. 451-457.

47. Grechkin A.N., Kuramshin R.A., Safonova E.Y., Yefremov Y.J., Latypov S.K., Ilyasov A.V., Tarchevsky I.A. Double hydroperoxidation of a-linolenic acid bypotato tuber lipoxygenase // Biochim. Biophys. Acta. 1991. - Vol. 1081, №1,-P. 79-84.

48. Grechkin A.N., MukhtarovaL.S., HambergM. The lipoxygenase pathway in tulip (Tulipa gesneriana): detection of the ketol route // Biochem. J. 2000. - V. 352, Pt. 2.-P. 501-509.

49. Grechkin A.N., Tarchevsky I. A. The lipoxygenase signalling system // Russian J. Plant Physiol. 1999. - Vol. 46, № 1. - P. 114-123.

50. Gundlach H., Zenk M.H. Biological activity and biosynthesis of pentacyclic oxylipins: the linoleic acid pathway // Phytochemistry. 1998. - Vol. 47, № 4. - P. 527-537.

51. Hamberg M. A pathway for biosynthesis of divinyl ether fatty acids in green leaves//Lipids. 1998. - Vol. 33, № 11. -P. 1061-1071.

52. Hamberg M. Biosynthesis of 12-oxo-10,15(7)-phytodienoic acid: identification of an allene oxide cyclase // Biochem. Biophys. Res. Communs. 1988. - Vol. 156, №1,-p. 543-550.

53. Hamberg M. Fatty acid allene oxides // J. Amer. Oil. Chem. Soc. 1989. - V.66, № 10.-P. 1445-1449.

54. HambergM. Mechanism of corn hydroperoxide isomerase: detection of ^lS^-oxido^ZXll-octadecadienoic acid // Biochim. Biophys. Acta. 1987. - Vol. 920, №1,-P. 76-84.

55. Hamberg M. New cyclopentenone fatty acids formed from linoleic and linolenic acids in potato // Lipids. 2000. - Vol. 35, № 4. - P. 353-363.

56. Hamberg M., Fahlstadius P. Allene oxyde cyclase: a new enzyme in plants lipid metabolism // Archives Biochem. Biophys. 1990. - Vol. 276, № 2. - P. 518526.

57. Hamberg M., Fahlstadius P. On the specificity of a fatty acid epoxygenase in broad bean (Viciafaba L.) // Plant physiol. 1992. - Vol. 99, № 3. - P. 987-995.

58. Hamberg M., FaMstadius P. Stereospecific removal of the pro-/? hydrogen at C-8 of (95)-hydroperoxyoctadecadienoic acid in the biosynthesis of colneleic acid // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 1990. - № 7. - P. 2027-2030.

59. Hamberg M., Gardner H.W. Oxylipin pathway to jasmonates: biochemistry and biological significance //Biochim. Biophys. Acta. 1992. - Vol. 1165, № 1. -P. 1-18.

60. Hamberg M., Hamberg G. Peroxygenase-catalyzed fatty acid epoxidation in cereal seeds. Sequential oxidation of linoleic acid into 9(5), 12(5), 13(5)-trihydroxy-10(£)-octadecenoic acid //Plant physiol. 1996. - Vol. 110, № 3. - P. 807-815.

61. Hamberg M., Hughes M.A. Biosynthesis and conversions of fatty acid allene oxides//Adv. Prostaglandin Thromboxane Leukot. Res. 1989, - Vol. 19. -P. 64-69.

62. Hamberg M., Hughes M.A. Fatty acid allene oxides. II. Albumin-induced cyclization of 12,13(5)-epoxy-9(Z),ll-octadecadienoic acid // Lipids. 1988. -Vol. 23, №5. -P. 469-475.

63. Hatanaka A., Kajiwara T., Matsui K. The biogeneration of green odor by green leaves and its physiological functions past, present and fUture // Z. Naturforsch. -1995. - 50C, № 7-8. - P. 467-472.

64. Hatanaka A., Kajiwara T., Sekiya J. Biosynthetic pathway for C6-aldehyde formation from linolenic acid in green leaves // Chem. Phys. Lipids. 1987. -Vol. 44, №2-4. -P. 341-361.

65. Hatanaka A., Kajiwara T., Sekiya J., Toyota H. Oxygen incorporation in cleavage of lsO-labeled 13-hydroperoxy-linoleyl alcohol into 12-hydroxy-3(Z)-dodecenal in tea chloroplasts // Z. Naturforsch. 1986 - Vol. 41C. - P. 359-362.

66. Itoh A., Howe G.A. Molecular cloning of a divinyl ether synthase: Identification as a CYP74 cytochrome P450 // J. Biol. Chem. 2001. - Vol. 276, № 5. P. 36203627.

67. Jiang Z.D., Gerwick W.H. Novel oxylipins from the temperate red alga Polyneura latissima: evidence for an arachidonate 9(S)-lipoxygenase // Lipids. 1997. -Vol. 32, №3,-P. 231-235.

68. Kato T., Maeda Y., Hirukawa T., Namai T., Yoshioka N. Lipoxygenase activity increments in infected tomato leaves and oxidation product of linoleic acid by its in vitro enzyme reaction I I Biosci. Biotech. Biochem. 1992. - Vol. 56. - P. 373375.

69. Kato T., Yamaguchi Y., Namai T., Hirukawa T. Oxygenated fatty acids with antirice blast fungus activity in rice plants // Biosci. Biotech. Biochem. 1993. - Vol. 57,№2.-P. 283-287.

70. Kato T., Yamaguchi Y., Uyehara T, Yokoyama T., Namai T., Yamanaka S. Self-defensive substances in rice plant against rice blast disease // Tetrahedron Lett. -1983. Vol. 24, № 43. - P. 4715-4718.

71. Kim J.S., Cha J.K. An efficient cyclopentenone formation via an allene oxide // Tetrahedron Lett. 1988. - Vol. 29, № 44. - P. 5613-5616.

72. Koshio K., Takahashi H., Ota Y. Induction of browning of male flowers of Cryptomeria japonica by treatment with fatty acids: mechanism and the role of ¿ram-2-hexenal// Plant Cell Physiol. 1995. - Vol. 36, №8. - P. 1511-1517.

73. Kuga H., Ejima A., Mitui I., Sato K., Ishihara N., Fukuda K., Saito F., Uenakai

74. K. Isolation and characterization of cytotoxic compounds from corn // Biosci. Biotechnol. Biochem. 1993. - Vol. 57, № 6. - P. 1020-1021.

75. Kuhn H., Eggert L., Zabolotsky O.A., Myagkova G.I., Schewe T. Keto fatty acids not containing doubly allylic methylenes are lipoxygenase substrates // Biochemistry. 1991. - Vol. 30, № 42. - P. 10269-10273.

76. Kuhn H., Wiesner R., Stender H., Schewe T., Lankin V.Z., Nekrasov A., Rapoport S.M. Requirement of monohydroperoxy fatty acids for the oxygenation of 15(S)~ HETE by reticulocyte lipoxygenase // FEBS Lett. 1986. - Vol. 203, № 2. -P.247-252.

77. Lau S.M., Harder PA., O'Keefe D.P. Low carbon monoxide affinity allene oxide synthase is the predominant cytochrome P450 in many plant tissues // Biochem. -1993. Vol. 32, № 8. - P. 1945-1950.

78. Maccarrone M., Veldink G.A., Agro A.F., Vliegenthart J.F.G. Modulation of soybean lipoxygenase expression and membrane oxidation by water deficit // FEBS Lett. 1995. - Vol. 371, № 3. - P. 223-226.

79. Maccarrone M., Veldink G.A., Vliegenthart J.F.G. Thermal injury and ozone stress affect soybean lipoxygenases expression / FEBS Lett. 1992. - Vol. 309, № 3. - P. 225-230.

80. Matsui K., Kaji Y., Kajiwara T., Hatanaka A. Developmental changes of lipoxygenase and fatty acid hydroperoxide lyase activities in cultured cells of Marchantia polymorpha // Phytochemistry. 1996. - Vol. 41, № 1. - P. 177-182.

81. Matsui K., Shibata Y., Tateba H., Hatanaka A., Kajiwara T. Changes of lipoxygenase and fatty acid hydroperoxide lyase activities in bell pepper fruitsduring maturation // Biosci. Biotechnol. Biochem. 1997. - Vol. 61, № 1. -P. 199-201.

82. Matsui K., Shibutani M., Hase T., Kajiwara T. Bell pepper fruit fatty acid hydroperoxide lyase is a cytochrome P450 (CYP74B) // FEBS Lett. 1996. -Vol. 394, №1.-P. 21-24.

83. Matsui K., Ujita C., Fujimoto S., Wilkinson J., Hiatt B., Knauf V., Kajiwara T., Feussner I. Fatty acid 9- and 13-hydroperoxide lyases from cucumber // FEBS Lett. 2000. - Vol. 481, № 2,- P. 183-188.

84. Matsushita Y., Sugamoto K., Nakama T., Matsui T., Hayashi Y., Uenaki K. Enantioselective syntheses of 10-oxo- l 1 (E)-octadecen-l 3-olide and related fatty acid // Tetrahedron Lett. 1997. - Vol. 38, № 34. - P. 6055-6058.

85. Matthew J.A., Chan H.W., Galliard T. A simple method for the preparation of pure 9-D-hydroperoxide of linoleic acid and methyl linoleate based on the positional specificity of lipoxygenase in tomato fruit // Lipids. 1977. - Vol. 12, № 3. -P. 324-326.

86. Mauch F., Kmecl A., Schaffrath U., Volrath S., Gorlach J., Ward E., Ryals J., Dudler R. Mechanosensitive expression of a lipoxygenase gene in wheat // Plant Physiol. 1997. - Vol. 114, № 4. - P. 1561-1566.

87. Maucher H., Hause B., Feussner I., Ziegler J., Wasteraack C. Allene oxide synthases of barley (Hordeum vulgare cv. Salome)-, tissue specific regulation in seedling development // Plant J. 2000. - V. 21, № 2. - P. 199-213.

88. Miersch O., Giinther S., SchreiberK. Occurrence ofjasmonic acid analogues in Viciafaba // Phytochemistiy. 1989. - Vol. 28, № 2. - P. 339-340.

89. Mueller M.J., Brodshelm W., Spannagl E., Zenk M.H. Signaling in the elicitation process is mediated through the octadecanoid pathway leading to jasmonic acid // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1993. - Vol. 90, № 16. - P. 7490-7494.

90. Namai T., Kato T., Yamaguchi Y., Hirukawa T. Anti-rice blast activity and resistanceinduction of C-18 oxygenated fatty acids // Biosci. Biotech. Biochem. 1993. - Vol. 57,№4. -P. 611-613.

91. Neto G.C., Kono Y., Hyakutake H., Watanabe M., Suzuki Y., Sakurai A. Isolation and identification of (-)-jasmonic acid from wild rice, Oryza officinalis, as an antifungal substance // Agrie. Biol. Chem. 1991. - Vol. 55, № 12. - P. 30973098.

92. Noordermeer M.A., Veldink G.A., Vliegenthart J.F.G. Alfalfa contains substantial 9-hydroperoxide lyase activity and a 3Z:2ii-enal isomerase // FEBS Lett. 1999. -Vol. 443, №2. -P. 201-204.

93. Parchmann S., Gundlach H., Mueller M.J. Induction of 12-oxo-phytodienoic acid in wounded plants and elicited plant cell cultures // Plant Physiol. 1997. -Vol. 115, №3,-P. 1057-1064.

94. Phillips D.R., Matthew J.A., Reynolds J., Fenwick G.R. Partial purification and properties of a a,v-3:/ram-2-enal isomerase from cucumber fruit // Phytochemistry. -1979.-V. 18, №3,-P. 401-404.

95. Porter N.A., Coldwell S.E., Mills K.A. Mechanism of free radical oxygenation of unsaturated lipids // Lipids. 1995. - Vol. 30, № 4. - P. 277-290.

96. Proteau P. J., Gerwick W.H. Divinyl ethers and hydroxy fatty acids from three species of Laminaria (brown algae) // Lipids. 1993. - Vol. 28, № 9. - P. 783787.

97. Salas J.J., Sánchez J., Ramli U.S., Manaf A.M., Williams M., Harwood J.L. Biochemistry of lipid metabolism in olive and other oil fruits // Prog. Lipid Res.2000. Vol. 39, № 2. - P. 151-180.

98. Schieberle P., Grosch W., Kexel H., Schmidt H.-L. A study of oxygen isotope scrambling in the enzymic and non-enzymic oxidation of linoleic acid // Biochim. Biophys. Acta. 1981. - Vol. 666, № 3. - P. 322-326.

99. Schilstra M.J., Veldink G.A., Vliegenthart J.F.G. The dioxygenation rate in lipoxygenase catalysis is determined by the amount of iron (III) // Biochem. -1994. Vol. 33, № 13. - P. 3974-3979.

100. Schneider C., Schreier P. Catalytic properties of allene oxide synthase from flaxseed (Linum usitatissimum L.) // Lipids. 1998. - Vol. 33, № 2. - P. 191196.

101. Shibata Y., Matsui K., Kajiwara T., Hatanaka A. Fatty acid hydroperoxide lyase is a heme protein // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1995. - Vol. 207, №1,-p. 438-443.

102. Shimizu T., Radmark O., Samuelsson B. Enzyme with dual lipoxygenase activities catalyzes leukotriene A4 synthesis from arachidonic acid // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1984. - Vol. 81, № 3. - P. 689-693.

103. Slappendel S., Malstrom B.G., Peterson L., Ehrenberg A., Veldink G.A. On the spin and valence state of iron in native soybean lipoxygenase-1 // Biochem. Biophys. Res. Communs. 1982. - Vol. 108, № 2. - P. 673-677.

104. Slappendel S., Veldink G.A, Vliegenhart J.F.G, Aasa R, Malstrom B.G. EPR spectroscopy of soybean lipoxygenase-1. Description and quantification of of the high-spin iron (III) signals // Biochem. Biophys. Res. Communs. 1981. -Vol. 667, № 1. - P. 77-86.

105. Smith C.R. Occurence of unusual fatty acids in plants I I Progr. Chem. Fats Other Lipids. 1979. - Vol. 11. - P. 139-177.

106. Smith W.L., Lands W.E.M. Oxygenation of unsaturated fatty acids by soybean lipoxygenase // J. Biol. Chem. 1972. - Vol. 247, № 4. - P. 1038-1047.

107. Song W.-C., Brash A.R. Purification of an allene oxide synthase and identification of the enzyme as a cytochrome P-450 // Science. - 1991. - Vol. 253. - P. 781784.

108. Sok D.-E., Kim M.R. Enzymatic formation of 9,16-dihydro(pero)xyoctadeca-trienoic acid isomers from a-linolenic acid // Arch. Biochem. Biophys. 1990. -Vol. 277, №1.-P. 86-93.

109. StelmachB.A.,MuUerA.,HemiigP.,LaudertD.,AndertL.,WenerE.W.(^antitation of the octadecanoid 12-oxo-phytodienoic acid, a signalling compound in plant mechanotransduction // Phytochemistry. 1998. - Vol. 47, № 4. - P. 539-546.

110. Stintzi A., Browse J. The Arabidopsis male-sterile mutant, opr3, lacks the 12-oxophytodienoic acid reductase required for jasmonate synthesis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. - Vol. 97, № 19. - P. 10625-10630.

111. Su C., Oliw E.H. Manganese lipoxygenase. Purification and characterization // J. Biol. Chem. 1998. - Vol. 273, № 21. - P. 13072-13079.

112. Su C., Sahlin M., Oliw E.H. Kinetics of manganese lipoxygenase with a catalytic mononuclear redox center // J. Biol. Chem. 2000. - Vol. 275, № 25. -P. 18830-18835.

113. Tarchevsky I.A., Kuramshin R.A., Grechkin A.N. Conversion of a-linolenate into conjugated trienes and oxotrienes by potato tuber lipoxygenase // Plant Lipid Biochemistry, Structure and Utilisation. London: Portland Press, 1990, P. 298300.

114. Van Os C.P.A., Rijke-Schilder G.P.M., Vliegenthart J.F.G. 9-LR-Linoleyl hydroperoxide, a novel product from the oxygenation of linoleic acid by type-2 lipoxygenases from soybeans and peas // Biochim. Biophys. Acta. 1979. -Vol. 575, № 3. - P. 479-484.

115. Veldink G.A., Vliegenthart J.F.G., Boldingh J. Oxygen transfer in the enzymatic conversion of oxygen-18-labeled linoleic acid hydroperoxide into the 12-keto-13-hydroxyoctadec-czs-9-enoic acid // FEBS Lett. 1970. - Vol. 7, № 2. - P. 188-190.

116. Veldink G.A., Vliegenthart J.F.G., Boldingh J. Plant lipoxygenases // Prog. Chem. Fats. Other Lipids. 1977. - Vol. 15, № 2. - P. 131-166.

117. Veronesi C., Rickauer M., Fournier J., Pouenat M.L., Esquerre-Tugaye M.T. Lipoxygenase gene expression in the tobacco-Phytophthora parasitica nicotianae interaction // Plant Physiol. 1996. - Vol. 112, № 3. - P. 997-1004.

118. Vick B.A. Metabolism of fatty acid hydroperoxides by sunflower plants // Plant Physiol. 1989. - Vol. 89, № 4. - Suppl. - P. 132.

119. Vick B.A., Feng P., Zimmerman D.C. Formation of 12-. 80]-oxo-e7,v-10,cis-15-phytodienoic acid from 13-[lgO]-hydroperoxylinolenic acid by hydroperoxyde cyclase //Lipids. 1980. - Vol. 15, № 6. - P. 468-471.

120. Vick B.A., Zimmerman D.C. Biosynthesis of jasmonic acid by several plant species // Plant Physiol. 1984. - Vol. 75, № 2. - P. 458-461.

121. Vick B.A., Zimmerman D.C. Distribution of a fatty acid cyclase enzyme system in plants // Plant Physiol. 1979. - Vol. 64, № 2. - P. 203-205.

122. VickB.A., ZimmermanD.C. Lipoxygenase and hydroperoxide liase in germinating watermelon seedlings // Plant Physiol. 1976. - Vol. 57, № 5. - P. 780-788.

123. Vick B.A., Zimmerman D.C. Lipoxygenase, hydroperoxide isomerase andhydroperoxide cyclase in young cotton seedlings // Plant Physiol. 1981. - Vol. 67, №1.-P. 92-97.

124. Vick B.A., Zimmerman D.C. Metabolism of fatty acid hydroperoxides by Chlorellapyrenoidosa II Plant Physiol. 1989. - Vol. 90, № 1. - P. 125-132.

125. Vick B.A., Zimmerman D.C. Oxydative systems for modification of fatty acids: the lipoxygenase pathway // The Biochemistry of plants. A comprehensive treatise. Vol. 9. Lipids. Structure and function. Orlando: Academic Press, 1987, P. 53-90.

126. Vick B.A., Zimmerman D.C. Substrate specificity for the synthesis of cyclic fatty acid by a flaxseed extract // Plant Physiol. 1979. - Vol. 63, № 3. - P. 490494.

127. Vick B.A., Zimmerman D.C. The biosynthesis of jasmonic acid: a physiological role for plant lipoxygenase // Biochem. Biophys. Res. Communs. 1983. - Vol. Ill, № 2. - P. 470-477.

128. Weber H., Chetelat A., Caldelari D., Farmer E.E. Divinyl ether fatty acid synthesis in late blight-diseased potato leaves // Plant Cell. 1999. - Vol. 11, № 3. - 485494.

129. Yamaguchi R., KojimaM., Kato K., Ueno Y. Lipoxygenase-catalyzed oxygenation of monogalactosyl-diacylglycerol in dipalmitoylphosphatidylholine liposomes // Agr. Biol. Chem. 1985. - Vol. 49, № 8. - P. 2475-2477.

130. Ziegler J., Hamberg M., Miersch O., Parthier B. Purification and characterization of allene oxyde cyclase from dry corn seeds // Plant Physiol. 1997. - V. 114. -P. 565-573.

131. Zimmerman D.C. A new product of linoleic acid oxidation by a flaxseed enzyme // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1966. - Vol. 23. - P. 398-402.

132. Zimmerman D.C., Coudron C.A. Identification of traumatin, a wound hormone, as 12-oxo-/ram-10-dodecenoic acid // Plant Physiol. 1979. - Vol. 63, № 3. -P. 536-541.

133. Zimmerman D.C., Feng P. Characterization of prostaglandin-like metabolite of linolenic acid produced by a flaxseed extract // Lipids. 1978. - Vol. 13, № 5. -P. 313-316.