Изменение белкового синтеза клеток синезеленых водорослей и высших растений под действием ионов тяжелых металлов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.12, кандидат биологических наук Аллагулова, Чулпан Рифовна

• Аллагулова, Чулпан Рифовна
• кандидат биологических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Аллагулова, Чулпан Рифовна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Тяжелые металлы как фактор стресса для растений.

1.2. Факторы, влияющие на степень токсичности тяжелых металлов.

1.3. Механизмы токсического действия ионов тяжелых металлов.

1.4. Развитие устойчивости растений к тяжелым металлам.

1.5. Изменения в биосинтезе белка при воздействии ионами тяжелых металлов на растения.

1.5.1. Влияние ионов тяжелых металлов на количественные показатели белкового синтеза.

1.5.2. Изменение полипептидного состава растительных клеток в присутствии ионов ТМ.

1.5.3. Металл отионеины.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования и условия культивирования.

2.2. Условия воздействия ионами металлов.

2.3. Выделение белков.

2.4. Электрофорез полипептидов водорастворимой фракции.

2.5. Включение меченных предшественников в белок.

2.6. Выделение РНК.

2.7. Радиоактивное мечение препаратов ДНК.

2.8. Дот-блот анализ РНК.

2.9. Реактивы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Изменение динамики синтеза белка в клетках синезеленой водоросли и клевера лугового под влиянием ионов меди и кадмия.

3.2. Изменение полипептидного состава клеток синезеленых водорослей и растений клевера в присутствии ионов меди и кадмия.

3.3. Индукция генов металлотионеинов ионами С<12+ и Си2+.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изменение белкового синтеза клеток синезеленых водорослей и высших растений под действием ионов тяжелых металлов»

Актуальность темы. Исследования, направленные на выяснение изменений в метаболизме растений в ответ на воздействие избыточных количеств тяжелых металлов, имеют важное значение, поскольку в биосферу ежегодно попадает огромное количество соединений тяжелых металлов, относящихся к супертоксикантам (Майстренко и др., 1996).

В следовых количествах тяжелые металлы - микроэлементы -необходимы для всех форм жизни. Их большая физиологическая значимость не только научно доказана, но и успешно используется в практике медицины и сельского хозяйства. Потребление тяжелых металлов строго регулируется живой клеткой, так как с увеличением концентрации они становятся высокотоксичными, и однажды попав в биогеохимический цикл, крайне медленно покидают его. Обладая высокой степенью сродства к физиологически важным органическим соединениям, тяжелые металлы нарушают процессы метаболизма растений, тормозят их рост и развитие, что, в конечном счете, выражается в снижении выхода сельскохозяйственной продукции, ухудшении ее качества и напрямую связано с проблемой экологии пищевых продуктов (Жулидов и др., 1989; Альберт, 1989; Чернавская, 1989; Чубуков, Литвин, 1989; Алексеева-Попова, 1991; Ильин, 1993; Со11егу & а1., 1994; Хасанова, 1995).

Развитие устойчивости растений к воздействию тяжелыми металлами обеспечивается как исключением поступления этих соединений в клетку, так и запуском внутриклеточных механизмов детоксикации (Алексеева-Попова, 1991; ¿квЫ, 1992; Гуральчук, 1994; Феник и др., 1995). Одним из первичных ответов растений, направленных на инактивацию тяжелых металлов, поступивших в клетку, является синтез стрессовых белков, индуцируемый подобным воздействием. В формирование защитных реакций растений вовлекаются также и некоторые конститутивно экспрессирующиеся белки, синтез и количество которых увеличивается при повышении уровня тяжелых металлов. Данные белки способны специфически связывать некоторые ионы тяжелых металлов, за счет чего выводят их избыток из клеточного обмена, поддерживая тем самым ионный гомеостаз.

К настоящему времени накоплен обширный фактический материал, посвященный изучению реакций растительной клетки на действие тяжелых металлов, который касается как отдельных клеточных характеристик, так и процессов жизнедеятельности клетки в целом (различных сторон метаболизма, структурной организации и адаптивных ответов) в присутствии этого класса токсикантов. Однако не нашли своего отражения вопросы, касающиеся динамики белкового синтеза растительных клеток под воздействием тяжелых металлов. Особенно интересно сравнительное изучение адаптивных реакций высших растений и синезеленых водорослей в подобных экстремальных условиях. Синезеленые водоросли, являясь фотоавтотрофамй, относительно просто культивируются, в некоторых исследованиях используются в качестве индикаторной системы в нормировании техногенного поступления соединений тяжелых металлов, а также для разработки надежных методов детоксикации этого класса веществ (Мартин, 1986; Хасанова, 1995). Сопоставление первичных ответных реакций высших растений и синезеленых водорослей позволило бы использовать последние в качестве модельного объекта при изучении механизмов повреждающего действия тяжелых металлов на высшие растения.

Цель и задачи исследований. Цель данной работы заключалась в сравнительном изучении особенностей белкового синтеза в клетках синезеленых водорослей и высших растений под действием тяжелых металлов. В связи с этим, перед нами были поставлены следующие задачи:

1. Сравнительный анализ динамики белкового синтеза клеток высших растений Trifolium pratense и синезеленой водоросли Synechocystis aquatilis под воздействием ионов меди и кадмия.

2. Изучение изменения полипептидного состава, а также новообразования белков в клетках синезеленой водоросли S. aquatilis и проростков клевера ТУ. pratense при повреждающем действии ионов меди и кадмия.

3. Сравнительный анализ экспрессии генов, подобных гену металлотионеина Arabidopsis thaliana, у растений клевера Tr. pratense и синезеленых водорослей S. aquatilis.

Научная новизна. Впервые проведено сравнительное изучение белкового синтеза синезеленой водоросли S. aquatilis и проростков ТУ. pratense в условиях токсического шока, вызванного ионами меди и кадмия. Показано изменение в составе растворимой фракции полипептидов растений в процессе воздействия тяжелыми металлами, при этом обнаружен синтез новых полипептидов, вероятно, относящихся к белкам токсического шока.

Практическая значимость работы. Результаты проведенных исследований могут быть использованы в системе долгосрочного контроля (мониторинга) за процессами, происходящими в биоценозах, подверженных токсическому влиянию тяжелых металлов, при экологическом нормировании, индикации и прогнозировании поведения этой группы токсикантов. Наличие сходства в первичном ответе на воздействие тяжелыми металлами у высших растений и микроводорослей может, по-видимому, позволить использовать последние в качестве модельного объекта при изучении повреждающего действия тяжелых металлов на высшие растения.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на Международной конференции "Микробное разнообразие: состояние, стратегия сохранения, экологические проблемы" (Пермь, 1996), Всероссийской конференции "Современное состояние альгологических исследований в России" (Санкт-Петербург, 1997), Международной конференции "Молекулярная биология растений в стрессовых условиях окружающей среды" (Познань, Польша, 1997), Всероссийской научно-практической конференции "Биологические науки в высшей школе. Проблемы и решения" (Бирск, 1998), Региональной научно-практической конференции "Экологическое образование. Проблемы и решения" (Бирск, 1998), II Международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы современной альгологии" (Киев, 1999).

Публикации. Основное содержание работы изложено в 5 публикациях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания объектов и методов исследования (глава 2), результатов исследования и их обсуждения (глава 3), заключения, выводов и списка цитированной литературы, содержащего 182 наименований, в том числе 94 работы иностранных авторов. Работа изложена на 107 страницах, содержит 1 таблицу и 17 рисунков.

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Аллагулова, Чулпан Рифовна

выводы

1. Обработка ионами Си2+ и Cd2+ клеток синезеленой водоросли S. aquatilis и проростков клевера лугового Tr. pratense приводила к снижению тотального синтеза белка, которое усиливалось с увеличением времени экспозиции и концентрации ионов металлов в среде.

2. Ионы Cd2+ в большей степени подавляли включение метки в белок по

04сравнению с ионами Си в клетках обоих исследованных объектов. Подавление интенсивности синтеза белка у микроводорослей было ниже, что указывает на большую устойчивость последних к действию тяжелых металлов по сравнению с клетками клевера.

3. Электрофоретический анализ водорастворимых полипептидов из проростков Tr. pratense и клеток синезеленой водоросли S. aquatilis при

2+ воздействии ионами Си и Cd выявил новообразование белков с молекулярными массами 8,5, 12,5, 16,6 и 30 кДа, а также изменения в интенсивности синтеза отдельных фракций по сравнению с контрольными образцами.

4. Методом дот-блот анализа мРНК показана индукция в проростках клевера МТ-подобного гена, гомологичного 57-концевому фрагменту л+ 2+

МТ1 гена Arabidopsis thaliana, при воздействии ионами Си и Cd , что может свидетельствовать о наличии в геноме клевера последовательностей, гомологичных МТ-генам Arabidopsis thaliana.

5. В случае с S. aquatilis подобных эффектов не наблюдается, что может являться показателем принципиальных различий в структуре МТ генов высших растений и синезеленых водорослей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты, полученные нами при исследовании динамики биосинтеза белка и изменений в спектре растворимых белков клеток синезеленой водорослей S. aquatilis и растений клевера Tr. pratense при воздействии одинаковых концентраций ионов Си2+ и Cd2+, показали наличие сходства в адаптивной реакции данных организмов на избыток тяжелых металлов в среде. Так, в этих условиях и в клетках микроводорослей, и в клетках проростков клевера происходит ингибирование биосинтетических процессов. Торможение общего биосинтеза белка усиливается при увеличении концентрации ионов тяжелых металлов, а также времени их воздействия.

Анализ литературных данных, а также полученные нами результаты свидетельствуют о важной роли синтеза белка в формировании адаптивных процессов при токсическом шоке у высших растений и синезеленЫх водорослей, который претерпевает при стрессе существенные качественные и количественные перестройки. Известно, что развитие металлотолерантности сопровождается усилением синтеза отдельных полипептидов и синтезом de novo стрессовых белков, это доказывает, что стрессовая реакция осуществляется не только на трансляционном, но и транскрипционном уровнях. Среди вновь синтезированных при токсическом шоке белков, очевидно, можно выделить металлотионеины, связывающие избыток тяжелых металлов в клетке. Нами выявлена способность клеток растений активировать синтез мРНК белка, относящегося к металлотионеинам, при воздействии ионами меди и кадмия, что позволяет рассматривать полученные данные в пользу участия этих белков в формировании механизмов устойчивости растений к токсическому шоку, вызванному ионами тяжелых металлов.

Сходство в первичных адаптивных ответах синезеленой водоросли S. aquatilis и представителя высших растений Tr. pratense позволяет утверждать, что результаты изучения биохимических механизмов токсичности ионов тяжелых металлов, которые получены на микроводорослях, могут быть в определенной мере экстраполированы на макрофиты, так как основой всех ключевых сторон метаболизма у разных фототрофов являются одинаковые фото- и биохимические процессы. Хотя, естественно, нужно помнить, что физиологический отклик многоклеточного растения на любые воздействия, в том числе и токсические, представляет собой не просто сумму реакций отдельных клеток и субклеточных структур, а результат взаимодействия многих процессов с участием механизмов, функционирующих на тканевом уровне.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Аллагулова, Чулпан Рифовна, 1999 год

1. Авакян З.А. Токсичность тяжелых металлов для микроорганизмов // Итоги науки и техники. Сер. Микробиология. 1973. - Т. 2. - С. 5 -45

2. Александров В.Я. Реактивность клетки и белки. Л.: Наука. 1985. 317с.

3. Александров В.Я., Кислюк И.М. Реакция клеток на тепловой шок: физиологический аспект // Цитология. 1994. - Т. 36, № 1. - С. 5 - 58.

4. Алексеева-Попова Н.В. Клеточно-молекулярные механизмы устойчивости растений к тяжелым металлам // в кн. Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. Под ред. Алексеевой-Поповой

5. H.В. Ленинград. 1991. С. 5-15.

6. Алексеева-Попова Н.В. Токсичность цинка для высших растений // в кн. Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. Под ред. Алексеевой-Поповой Н.В. Ленинград. 1991. С. 23-32.

7. Альберт А. Избирательная токсичность. М.: Медицина. 1989. Т.2. 432с.

8. Андроникашвили Э.Л. Современное состояние вопроса о мутагенезе и канцерогенезе. Тбилиси. 1984. С.1 26.

9. Арене А.К., Березин И.В., Кулис Ю.Ю., Мартинек К., Можаев В.В., Полторак О.М., Торчилин В.П., Чухрай Е.С. Стабилизация ферментов путем подавления первичных обратимых стадий диссоциации // Докл. АН СССР. 1985. - Т. 283, № 5. - С. 1212-1216.

10. Бессонова В.А., Лыженко И.И. Михайлов О.Ф., Кулаева О.Н. Влияние кинетина на рост проростков гороха и содержание пигментов при избытке цинка в питательном растворе // Физиология растений. 1985. - Т. 32, вып.1.-С. 109-120.

11. Блехман Г.И., Шеламова H.A. Синтез и распад макромолекул в условиях стресса // Успехи современной биологии. 1992. - Т. 112, вып. 2.1. С. 281-297.

12. Бурдин К.С., Полякова Е.Е. Металлотионеины, их строение и функции // Успехи современной биологии. 1987. - Т. 103, № 3. - С. 390-400.

13. Войников В.К., Боровский Г.Б. Роль стрессовых белков в клетках при гипертермии // Успехи современной биологии. 1994. - Т. 114, вып. 1. - С. 85-95.

14. Волькенштейн М.В. Строение и физические свойства молекул. М. 1955.142 с.

15. Воскресенская O.JI. Влияние избытка цинка на ионный обмен и дыхательный метаболизм растений овса: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Казань. 1989. 23 с.

16. Воскресенская О.Л., Аксенова В.А. Особенности энергетического обмена митохондрий корней овса, выращенных при избытке цинка // в кн. Регуляция ферментативной активности у растений. Горький. 1988. С. 23-27.

17. Воскресенская О.Л., Аксенова В.А., Чернавина И.А. Влияние избытка цинка на накопление железа и активность митохондриальных ферментов у овса // Физиология растений. 1986. - Т. 33, № 6. - С. 1056-1061.

18. Гельман Н.С., Лукьянова М.А., Островский Д.Н. Мембраны бактерий и дыхательная цепь. М. Наука. 1972. 246 с.

19. Генкель H.A. Физиология жаро- и засухоустойчивости растений. М. 1982. 280 с.

20. Голиков С.Н. Общие механизмы токсического действия. Л.: Медицина. 1986. 278с.

21. Гобунова Е.А., Терехова В.А. Тяжелые металлы как фактор стресса для грибов: проявление их действия на клеточном и организменном уровнях // Микология и фитопатология. 1995. - Т. 29, вып. 4. - С. 63-69.

22. Гуральчук Ж.З. Механизмы устойчивости растений к тяжелым металлам // Физиология и биохимия культурных растений. 1994. - Т. 26, № 2.-С. 107-117.

23. Гусева К.А. Экология и физиология синезеленых водорослей. М. 1965. С.12-33.

24. Давыдова С.Л. Ионы металлов в биологических системах // в кн. Амбивалентные свойства нуклеотидов. Под ред. Зигеля Х.М. 1982. Т.8. С. 147-163.

25. Дедюхина Э.Г., Ерошин В.К. Незаменимые химические элементы в регуляции метаболизма микроорганизмов // Успехи микробиологии. 1992. - Т. 25. - С. 126-143.

26. Евтушенко З.С., Христофорова Н.К. Физиолого-биохимические изменения в бурых водорослях под действием тяжелых металлов // Экология. 1983. - № 6. - С. 62-65.

27. Ершов Ю.А., Плетнева Т.В. Механизмы токсического действий неорганических соединений. М.: Медицина. 1989. 253с.

28. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд A.C., Книжник A.C., Михайличенко Н.И. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М. 1993 560с.

29. Жулидов A.B., Вимодал Я., Дубова H.A. Факторы, определяющие величину содержания кадмия в водорослях Cladophora glomerata II Водные ресурсы. 1989. - № 1. - С. 166-170.

30. Жученко A.A. Адаптивный потенциал культурных растений. Кишинев: Штиница. 1988. 766 с.

31. Зигель X., Зигель А. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. М. Мир. 1993. 368 с.

32. Золотухина Е.Ю., Гавриленко Е.Е. Связывание меди, кадмия, железа, цинка и марганца в белках водных макрофитов // Физиология растений. -1990. Т. 37, вып. 4. - С. 651-658.

33. Золотухина Е.Ю., Гавриленко Е.Е. Тяжелые металлы в водных растениях. Аккумуляция и токсичность // Биологические науки. 1989. - № 9.-С. 93-106.

34. Ильин В.Б., Конарбаева Г.А., Сысо А.И., Трейман A.A. Токсическое загрязнение огородных почв и культур в левобережной части г. Новосибирска // Сибирский биологический журнал. 1993. - Вып. 2. - С. 1319.

35. Илялетдинов А.Н., Алиева P.M. Микробиология и биотехнология очистки промышленных сточных вод. Алма-Ата: Галым. 1990. 224 с.

36. Карасев Г.С., Нарлева Г.И., Боруах К.К., Трунова Т.И. Изменение состава и содержания полипептидов в процессе адаптации озимой пшеницы к низким отрицательным температурам // Физиология и биохимия культурных растений. 1991. - Т. 23, № 5. - С. 480 - 486.

37. Карасев Г.С., Нарлева Г.И., Яценко И.А., Кузнецов Вл. В., Трунова Т.И, Динамика синтеза белков при адаптации озимой пшеницы к морозу // Прикладная биохимия и микробиология. 1994. - Т.30, вып.4 - 5. - С.667-671.

38. Козицкая В.Н. Фенольные соединения водорослей и их физиологическая роль // Гидробиологический журнал. 1985. - Т. 20. № 3. -С. 54-62.

39. Корнилова C.B., Капинос J1.E., Благой Ю.П. Изучение взаимодействия ДНК с ионами марганца методом ИК-спектроскопии // Молекулярная биология. 1993. - Т. 27, вып. 6. - С. 1276-1287.

40. Корнилова C.B., Сорокин В.А., Благой Ю.П., Валеев В.А., Арутюнян С.Г. Изучение взаимодействия ДНК с ионами двухвалентных металлов // Молекулярная биология. -1991. Т. 25. - С. 648-657.

41. Косаковская И.В. Белки растений при стрессах // Физиология и биохимия культурных растений. 1988. - Т. 20, № 2. - С. 107-117.

42. Косицин A.B. Взаимодействие металлов с ферментами // В кн. Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. Под ред. Алексеевой-Поповой Н.В. Ленинград. 1991. С.15 22.

43. Костюк А.Н., Михеев А.Н. Проблема фенотипического стресса и адаптации у растений // Физиология и биохимия культурных растений. -1997.-Т. 29, №2.-С. 81

44. Костяев В.Я. Биология и экология азотфиксирующих синезеленых водорослей пресных вод. Л. Наука. 1986. С.50-67.

45. Кретович В.И. Основы биохимии растений. М. 1980. 445 с.

46. Кузьменко М.И., Мережко А.И. Факторы, модифицирующие действие токсикантов в водных экосистемах // Тезисы докладов 5-й Всесоюзной конференции по водной токсикологии. М. 1988. С.43-44.

47. Курамшина З.М. Электрофизиологические аспекты токсического действия ионов тяжелых металлов на одноклеточные организмы: Дис. . канд. биол. наук. Уфа. 1997. 187 с.

48. Левина Э.Н. Общая токсикология металлов. Л.: Медицина. 1972. С.23

49. Линник П.Н. Формы миграции тяжелых металлов и их действие нагидробионтов // Экспериментальная водная токсикология. 1986. - № 11. -С. 114-154.

50. Лященко Т.Е., Божков А.И., Догадина Т.В. Влияние ионов меди на содержание нуклеиновых кислот и белка в клетках водорослей рода Dunaliella teod II Биологические науки. -1991. № 7. - С. 103-108.

51. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Экологический мониторинг супертоксикантов. М.: Химия. 1996. 319с.

52. Маслюков А.П., Рахманин Ю.А., Матюшин Г.А., Дюмаев K.M. О некоторых особенностях механизма бактерицидного действия тяжелых металлов // Докл. АН СССР. 1992. - Т. 323, вып. 6. - С. 1180-1185.

53. Нестерова А.Н. Действие тяжелых металлов на корни растений // Биологические науки. 1989. - № 9. - С. 72-85.

54. Никаноров A.M., Жулидов A.B., Емец В.И. Тяжелые металлы в организмах ветлендов России. Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат. 1993. С.72 73.

55. Пастухова Н.Л., Тарабрин В.П. Действие теплового шока и ионов меди на синтез белка в проростках пшеницы // Физиология и биохимия культурных растений. 1991. - Т. 23, № 5. С. 486-490.

56. Пахомова В.М. Основные положения современной теории стресса и неспецифический адаптационный синдром у растений // Цитология. 1995. -Т.37,№ 1/2.-С. 66-91.

57. Пигулевская Т.К., Чернавина И.А. Интенсивность фотосинтеза и метаболизм углерода у растений овса при избытке цинка в среде выращивания // Физиология устойчивости растений Нечерноземной зоны РСФСР. Саранск. 1986. С.89-95.

58. Пинский Д.Л., Орешкин В.Н. Тяжелые металлы в окружающей среде. В кн. Экспериментальная экология. Под ред. В.И. Кефели, В.Н. Кудеярова

59. С.201-213. М. Наука. 1991. 248 с.

60. Порохневич Н.В. Влияние цинка на фотосинтетический аппарат растений льна в присутствии меди в питательной среде с различным содержанием кислорода// Физиология растений. 1971. - Т. 18, вып. 4. - С. 690-694.

61. Работнова И.Л. Ингибиторы роста и метаболизм микроорганизмов. В кн. Лимитирование и ингибирование микробиологических процессов. Под ред. ЕрошинаВ.К. Пущино. 1980. С. 3-21.

62. Рийкоя А., Хёдреярв У. Образование стрессовых белков под действием солей кадмия, ртути, серебра // Известия АН Эстонии. Биология. 1991. - Т. 40, № 1.-С. 38-40.

63. Роберте Дж., Касерио М. Основы органической химии. М.: Мир. 1978. Т.2. С.99.

64. Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. Минск: Вышейш. школа. 1973.320 с.

65. Рудакова Э.В., Каракис К.Д., Сидоршина Т.Н. Роль клеточных оболочек растений в поглощении и накоплении ионов металлов // Физиология и биохимия культурных растений. 1988. - Т. 20. № 1. - С. 3-12.

66. Саванина Я.В., Адани А.Г., Лебедева А.Ф., Савельев И.Б., Гусев М.В. Образование ванадий-тионеина клетками АпасуяНБ т(1и1ат при высокой концентрации металла // Вестник Московского Университета. Сер. 16. Биология. 1995. - № 1. - С. 38-45.

67. Державина Л.М. Москва. 1988. С. 3-12.

68. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. М.: Медицина, 1960.254 с.

69. Селье Г. На уровне целого организма. М.: Наука. 1972. 122 с.

70. Селье Г. Стресс без дистресса. М.: Прогресс. 1979. 125 с.

71. Скулачев В.П. Аккумуляция энергии в клетке. М. 1969. 440 с.

72. Соловьян В.Т. Приспособление клеток к неблагоприятным факторам. Характеристика адаптивных ответов // Биополимеры и клетка. 1990. - Т. 6, № 4. - С. 32 - 42.

73. Тарчевский И.А. Регуляторная роль деградации биополимеров и липидов // Физиология растений. 1992. - Т. 39, № 6. - С. 1215-1223.

74. Терехова В. А., Швед Л.Г. Изменчивость морфобиохимических признаков водных грибов под воздействием тяжелых металлов // Экология. 1994.-№6.-С. 87-91.

75. Тэмп Г.А. Никель в растениях в связи с его токсичностью // в кн. Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. Под ред. Алексеевой-Поповой Н.В. Ленинград. 1991. СЛ39-146.

76. Удовенко Г.В. Механизмы адаптации растений к стрессам // Физиология и биохимия культурных растений. 1979. Т. 11. №2. С.99 107.

77. Усенко Е.В., Божков А.И. Влияние тяжелых металлов на динамику роста и функциональную активность генетического аппарата Chlorella vulgaris II Биологические науки. 1991. - № 3. - С. 69-76.

78. Успенский Е.Е. Физико-химические условия среды как основа микробиологических процессов. М. 1963. С. 227-249.

79. Уэбб Э, Диксон М. Ферменты. М.: Мир. 19621. С. 165 234.

80. Феник С.И., Трофимяк Т.Б., Блюм Я.Б. Механизмы формирования устойчивости растений к тяжелым металлам // Успехи современной биологии. 1995. - Т.115, вып. 3. - С. 261-275.

81. Хасанова JI.A. Изучение токсического шока ионами Си у цианобактерии Synechocystis aquatilis. Уфа. 1995. 84 с.

82. Ховрычев М.П., Иванова И.И., Таптыкова С.Д. Химический состав и физиологические свойства Candida utilis при угнетении роста ионами меди // Микробиология. 1974. - T.XLIII, вып. 3. - С. 479-483.

83. Чернавская Н.М. Физиология растительных организмов и роль металлов. М. МГУ. 1989. 157с.

84. Чистякова Т.И., Дедюхина Э.Г., Ерошин В.К. Ингибирование роста Candida valida ионами меди //Микробиология. 1992. - Т. 61, № 4. - С. 585590.

85. Чубуков В.Ф., Литвин В.Ю. Круговорот химических элементов в природе и его взаимосвязь с экологией и жизнедеятельностью микроорганизмов // Успехи современной биологии. 1989. - Т. 108, вып. 2(5).-С. 261-278.

86. Шакирова Ф.М. Участие фитогормонов и лектина пшеницы в ответе растений на стрессовые воздействия. Автореф. дис. . доктора биол. наук. Санкт-Петербург. 1999. 44 с.

87. Шапочка О.Ф., Маховская М.А., Бойко Н.М. Нарушение некоторых физиологических процессов у проростков кукурузы под действием избытка тяжелых металлов // Регуляторные механизмы физиологических процессов у растений. Киев. 1985. С. 184-186.

88. Шмелева В.А., Иванов Б.Н., Пигулевская Т.К., Чернавина И.А. Электронный транспорт и фотофосфорилирование в хлоропластах растений овса при избытке цинка в среде выращивания // Физиология и биохимия культурных растений. 1984. - Т.16, №1. - С. 31-36.

89. Al-Shahwani M.F., Lazrawi S.F., Al-Rawi Е.Н., Ayar N.S. Growth and heavy metal removal of Klebsiella aerogenes at different pH and tempreture // J. Environ. Sci. And Health. 1984. - V. 19. - P. 445-457.

90. Babich H., Stotzky G. Environmental factors that influence the toxicity of heavy metal and gaseous pollutants to microorganisms // CRC Critical Reviews in Microbiology. 1980. - V 8. - P. 99-145.

91. Ваша В., Jana S. Effects of heavy metals on dark induced changes in Hill reaction activity, chlorophyll and protein contents, dry matter and tissues permeability in detached Spinacea oleracea L. leaves // Photosynthetica. 1986. - V20, N l.-P. 74-76.

92. Boothe J.G., Sonnichsen F.D., De Beus M.D., Jonson-Flanagan A.M. Purification, characterization and structural analysis of a plant low-temperature induced protein // Plant Physiol. 1997. - V. 113, N 2. - P.367-376.

93. Brookes A., Collins J.C., Thurman D.A. The mechanism of zinc tolerance in grasses // J. Plant Nutr. 1981. - V. 3, N 1-4. - P. 695-705.

94. Crooke W.M. Effects of soil reaction on uptake of nickel from a serpentine soil//Soil Sci. 1956. - V. 81, N 4. P. 269-276.

95. Crooke W.M. Effects of heavy metal toxicity on the cationexchange capacity of plant roots // Soil Sci. 1958. - V. 86, N 5. - P. 231-240.

96. Cull M., McHenry Ch.S. Preparation of extracts from prokaryotes // Methods in Enzymology. 1990. - V. 182. - P. 147-153.

97. David В., Shay T.M. The effect of EDTA on cadmium and zinc uptake and toxicity in Lemna trisulkuL. //Arch. Environ. Contam. And Toxicol. 1992. - V.22, N3.- P. 313-318.

98. De Filippis L.F. The effect of heavy metals compounds on permeability on Chlorella cells // Z. Pflanzenphysiol. 1979. - Bd. 92, Hf. 1. - S. 39-49.

99. De Framond A J. A metallothionein-like gene from maize (Zea mays): Cloning and characterization // FEBS Lett. 1991. - V. 290. - P. 103-106.

100. Deller B., Ranfft K., Kipplinger A Autonahme, Wirkung und extrahierbarkeit von schwermetallen in keimpllanzenversuchen mit sommergerste // Bodenkultur. 1984. - Bd. 35, Hf. 3. - S. 233-245.

101. De Miranda J.R., Thomas M.A., Thurman D.A., Tomsett A.B. Metallothionein genes from the flowering plant Mimulus guttatus II FEBS Lett. -1990.-V. 260.-P. 277-280.

102. De Vos C.H.R., Schat H., De Waal M.H.M., Vooijs R., Ernst W.H.O. Increased resistance of copper-induced damage of the root cell plasmalemma in copper tolerant Silene cucubalus II Physiol. Plant. 1991. - V. 83, N 4. - P. 523528.

103. Didierjean L., Frendo P., Nasser W., Genot G., Marivet J., Burkard G., Heavy-metal-responsive genes in maize. Identification and comparison of their expression upon various forms of abiotic stress // Planta. 1996. - V. 199, N 1. P. 1-8.

104. Evans I.M., Gatehouse L.N., Gatehouse J.A., Robinson N.J., Croy R.R.D. A gene from pea {Pisum sativum L.) with homology to metallothionein genes // FEBS Lett. 1990. - V. 262. - P. 29-32.

105. Fürst P., Hu S., Hackett R., Hamer D. Copper activates metallothionein gene Transcription by altering the conformation of a specific DNA Binding Protein // Cell. 1988. - V. 55. - P. 705-717.

106. Gao M., Snow E., Singh J., Zhitkovich A., Costa M. Unlike chromium (III) alone, low concentrations of amino acid-chromium (III)-DNA-crosslinks act asstrong blocks to DNA replication // Environ, and Mol. Mutagenes. 1995. - V. 25, Suppl. N 25. - P. 17.

107. Garcia-Hernandez M., Murphy A., Taiz L. Metallothionein 1 and 2 have distinct but overlapping expression patterns in Arabidopsis // Plant Physiol.1988.-V. 118.-P. 387-397.

108. Gegnheimer P. Preparation of extracts from plants // Methods in Enzymology. 1990. - V. 182. - P. 174-193.

109. Gekeler W., Grill E., Winnacer E.L., Zenk M. Survey of the plant Kingdom for the ability to bind heavy metals through phytochelatins // Z. Naturforsh.1989. Bd. 44, N 5-6. - S. 361-369.

110. Gilbert P. The revival of microorganisms sublethally injured by chemical inhibitors // Revival Injured Microbios. 1984. - P. 175-197.

111. Giulian G.G., et al. Resolution of low molecular weight polypeptides in a non-urea sodium dodecyl sulfate slab polyacrylamide gel systems // Fed. Proc. -1985.-V. 44.-P. 686.

112. Godbold D.L., Harst W.J., Collins J.C., Thurman D.A., Marschner H. Accumulation of zinc and organic acids in roots of zinc-tolerant and non-tolerant ecotypes of Deschampsia cespitosa II J. Plant Physiol. 1984. - V. 116, N 1. - P. 59-69.

113. Goldsbrough P.B., Bunditha W., Orcyk W., Zhou P. Plant metallothionein genes: structure, regulation and function in metal tolerance // Biological Bulletin of Poznan. 1997. - Suppl. V. 34. - P. 36.04

114. Greger M., Ogren E. Direct and indirect effects of Cd on photosynthesis in sugar beet {Beta vulgaris) II Physiol. Plant. 1991. - V. 83, N 1. - P. 129-135.

115. Grill E., Winnacker E.L., Zenk M. Occurrence of heavy metal binding phytochelatins in plants growing in a mining refuse area // Experientia. 1988. -V.44,N6.-P. 539-540.

116. Grill E., Winnacker E.L., Zenk M. Phytochelatins: the principal heavy-metal complexing peptides of higher plants // Science. 1985. - V.230, N 4276. - P. 674-676.

117. Gupta A., Morby A.P., Turner J.S., Whitton B.A., Robinson N.J. Deletion within the metallothionein locus of cadmium-tolerant Synechococcus PCC 6301 involving a highly iterated palindrome (HIP1) // Mol. Microbiol. 1993. - V. 7. -P. 189-195.

118. Hamer D.H. Metallothioneins // Annu. Rev. Biochem. 1986. - V.55. - P. 913-951.

119. Hamp R., Benlich K., Ziegler H. Effects of Zn and Cd on photosynthetic C02 fixation and Hill activity of isolated spinach chloroplasts // Z. Pflanzenphysiol. 1976. - Bd. 77, Hf. 4. - S. 336-344.

120. Hassoun E.A., Stoks S.J. Chromium-induced production of reactive oxygen species, DNA single-strand breaks, nitric oxide production, and lactate dehydrogenase leakage in J774A1 cells cultures // J. Biochem. Toxicol. 1995. -V. 10,N6.-P. 315-321.

121. Home A.J., Goldman C.R.Supression of nitrogen fixation by blue-green algae in a eutrophic lake with trace addition of copper // Science. 1974. - V. 183,N136.-P. 409-411.

122. Hudspeth R.L., Hobbs S.L., Anderson D.M., Rajasekaran K., Grula J.W. Characterization and expression of metallothionein-like genes in cotton // Plant Molecular Biology. 1996. - V. 31, N 3. - P. 701-705.

123. Karin M. Metallothioneins: proteins in search of function // Cell. 1985.1. V. 41.-P. 9-10.

124. Karin M., Imbra R.J., Heguy A., Wong G. Interleukin I regulates human metallothoinein gene expression // Mol. and. Cell. Biol. 1985. - V. 5, N 10. - P. 2866-2869.

125. Kacabova P., Natr L. Effect of lead on growth characteristics and chlorophyll content in barley seedlings // Photosynthetica. 1986. - V. 20, N 4. -P. 411-417.

126. Kawashima I., Inokuchi Y., Chino M., Kimura M., Shimizu N. Isolation of a gene for a metallothionein-like protein from soybean // Plant Cell Physiol. -1991.-V. 32.-P. 913-196.

127. Kawashima I., Kennedy T.D., Chino M., Lane B.G. Wheat Ec metallothionein genes: like mammalian Zn2+ metallothionein genes are conspicuously expressed during embriogenesis // Eur. J. Biochem. 1992. - V. 209. - P. 971-976.

128. Kille P., Winge D.R., Harwood J.L., Kay J. A plant metallothionein produced in£. coli IIFEBS Lett. 1991. - V. 295. - P. 171-175.

129. Maclean F.I., Lucius O.J., Shaikn Z.A., Jansz E.R. // Fedreat. Proc. 1972. -V. 31.-P. 699.

130. Mans R.J., Novelli C.D. Measurement of the incorporation of radioactive amino acids into protein by a filter-paper disk method // Arch. Biochem. and Biophys. 1961. - V. 94, N 1. - P. 48.

131. Margoshes M., Valle B.L. A cadmium protein from equine kidney cortex // J. Amer. Chem. Soc. 1957. - V. 79. - P. 4813.

132. Mathys W. The role of malate, oxalate and mustard oil glucosides in evolution of zinc-resistance in herbage plants // Physiol. Plantar. 1977. - V. 40, N2.-P. 130-136.

133. Maxam A., Gilbert W. A new method for sequencing DNA // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1977. - V. 74, N 2. - P. 560-564.

134. McCoy T., Alauddin E., Knight W., Kochar T.S. Arsenic induced endoreduplication of chromosomes by arsenical in cultured mammalian cells // Environ, and Mol. Mutagenes. 1996. - Suppl V. 27, N 27. - P. 46.

135. Mench M., Morel J.L., Guckert A. Metalbinding properties of highmolecular weight soluble exudates from maize (Zea mays L.) roots // Biol. Fert. Soils. 1987. - V. 3, N. 3. - P. 165-169. !

136. Miles C.D., Brandle J.R., Daniel D.R., Chu-Der O., Schnare P.D., Unlik D.J. Inhibition of photosystem II in isolated chloroplasts by lead // Plant Physiol. -1972. V. 49, N 7. - P. 820-825.

137. Morby A.P., Turner J.S., Hucle J.W., Robinson N.J. SmtB is a metal-dependent repressor of the cyanobacterial metallothionein gene SmtA: identification of a Zn inhibited DNA-protein complex // Nucleic Acids Res. -1993. V. 21, N 4. - P. 221-225.

138. Nagy-Toth F., Barna A. Physiological and toxic effects of some trace elements and heavy metals // Stud. Univ. Babes. Bolyai Biol. 1982. - V, 26, N 1.-P. 12-22.

139. Nystrom T., Neidhardt F.C. Expression and role of the universal stress protein, UspA of Escherichia coli during growth arrest // Mol. Microbiol. 1994. -V. 11, N3.- P. 537-544.

140. Okumura N., Nishizawa N.K., Umehara Y., Moril S. An iron deficiency-specific cDNA from barley roots having two homologous cystein-rich MT domains//Plant Mol. Biol.- 1991.-V. 17. P. 531-533.

141. Olafson R.W. Prokaryotic metallothionein // Int. J. Pept. Protein Res.'-1984.-V. 24.-P. 303-308.

142. Olafson R.W., McCubbin W.D., Kay C.M. Primary- and secondary-structural analysis of a unique prokaryotic metallothionein from a Synechococcus sp. cyanobacterium // Biochem. J. 1988. - V. 251. - P. 691-699.

143. Rauser W.E. Phytochelatins // Annu. Rev. Biochem. 1990. - V. 59. - P. 6186.

144. Rauser W.E., Curvetto N.R. Metallothionein occur in roots of Agrostis tolerant to excess copper // Nature. 1980. - V. 287. - P. 563-564.

145. Reese R.N., Wagner G.J, Effects of buthionine sulfoximine on Cd-biriding peptide levels in suspension-cultured tobacco cells treated with Cd, Zn or Cu7/ Plant Physiol. 1987. - V. 84, N 3. - P. 574-577. '

146. Robinson N.J., Evans I.M., Mulcrone J., Bryden J., Tommey A.M. Genes with similarity to metallothionein genes and copper, zing ligands in Pisum sativum H Plant Soil. 1992 - V. 146. - P. 291-298.

147. Robinson N.J., Gupta A., Fordham-Skelton A.P., Croy R.R.D., Whitton B.A., Hucle J.W. Prokaryotic metallothionein gene characterization and expression, chromosome crawling by ligation-mediated PCR // Proc. R. Soc. London 1990. - V. 242 - P. 241-247

148. Robinson N.J., Tommey A.M., Kuske C., Jackson P.J. Plant metallothionein //Biochem. J. 1993. - V. 295. - P. 1-10.

149. Sambrooke J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular cloning. A laboratory Manual // Gold Spring Harbor Laboratory Press. 1989. 1626 p.

150. Schlegel H., Godbold D.L., Huttermann A. Whole plant aspects of heavy metal induced changes in CO2 uptake and water relations of spruce (Picea abies) seedlings // Physiol. Plantar. 1987. - V. 69, N 2. - P. 265-270. r&c

151. Shi J., Lindsay W.P., Hucle J.W., Morby A.P., Robinson N.J. Cyanobacterial metallothionein gene expressed in Escherichia coli. Metal-binding properties of the expressed protein // FEBS Lett. 1992. - V. 303 > N 2-3. -P. 159-163. |v

152. Shimizu T., Hiyama T., Ikeuchi M., Inoue Y. Nucleotide sequence of a metallothionein gene of the thermophilic cyanobacterium Synechocoecus vulcanus II Plant Mol. Biol. 1992. - V. 20, N 3. - P. 565-567.

153. Singh A. Heavy metal influences chlorophyll content in indian pasture legume // Photosynthetica. 1988. - V. 22, N 1. - P. 125-126.

154. Singh S.N. Effect of nickel on chlorophyll in excised and intact Luffaaegyptiaca cotyledons // Indian J. Plant Physiol. 1983. - V. 26, N 4. - P. 428431.

155. Slaski Jan J. Mechanizmy tolerancyjnosci na toksyczne dzialanie jonow glinu u roslin wytszych // Wiad. Bot. 1992. - V. 36, N 1-2. - P. 31-45.

156. Somers D.J., Gustatson J.P. The expression of aluminum stress induced polypeptides in a population segregating for aluminum tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) // Genome. 1995. - V. 38, N 6. - P. 1213-1220.

157. Stiborova M., Doubravova M., Brezinova A., Friedrich A. Effect of heavy metal ions on growth and biochemical characteristics of photosynthesis of barley {Hordeum vulgare L.) II Photosynthetica. 1986. - V. 20, N 4. - P. 418-425.

158. Takahashi K. OWL: accession number X62818. EMBL data libraiy. Heidelberg, Germany.

159. Taylor G.J. Exclusion of metals from the symplast: a possible mechanism of metal tolerance in higher plants // J. Plant Nutr. 1987. - V. 10, N 9-16. - P! 1213-1222.

160. Thiele D.J. Metal-regulated transcription in eukaryotes // Nucl. Acids Res. -1992.-V. 20.-P. 1183-1191.

161. Thurman D.A., Rankin G.A. The role of organic acid in zinc tolerance in Deschampsia cespitosa II New Phytol. 1982, - V. 91, N 5. - P. 629-632.

162. Tommey A.M., Shi J., Lindsay W.P., Urwin P.E., Robinson N.J. Expression of the pea gene PsMTa in E. coir, metal binding properties of the expressed protein IIFEBS Lett. 1992. - V. 292. - P. 48-52. >;

163. Tubbing D.M.J., Admiral W., Cleven R.F.M., Igbal M., van de Meent Wielko V. The contribution of complexed copper to the metabolic inhibition of algae and bacteria in synthetic media and river water // Water Res. 1994. -V.28, N 1 - P. 37-44

164. Turner R.G., Marshall C. The accumulation of 65Zn by root homogenates of Zn-tolerant and non-tolerant clones of Agrostis tenuis Sibth. II New Phytol. -1972.-V. 71, N3.- P. 671-676.

165. Turner J.S., Morby A.P., Whitton B.A., Gupta A., Robinson N.J., Construction of Zn /Cd hypersensitive cyanobacterial mutants lacking a functional metallothionein locus // J. Biol. Chem. 1993. - V. 268, N 6. - P. 4494-4498.

166. Van Assche F., Clijsters H. Inhibition of photosynthesis in Phaseolus vulgaris by treatment with toxic concentration of zinc: effects on electron transport and photophosphorylation // Physiol. Plantar. 1986. - V.66, N 6. - P. 717-721.

167. Vergnano G.O., Gabrielli R. The response of plants to heavy metals. Organic acid production // G. Bot. Ital. 1987. - V. 121, N 3-4. - P. 209-212.

168. Vierling E. The roles of heat shock proteins in plants // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1991. - V. 42 - P. 576.

169. Wallace A., Romney E.M., Alexander G.V. Multiple trace element toxicities in plants II J. Plant Nutr. 1981. - V. 3.-N 1-4. - P. 257-263.

170. Wyn Jones R.G., Sutclife M.A. Some physiological aspects of heavy metal in Agrostis tenuis II Welsh Soils Discussion Group Report. 1972. P. 1 -15.

171. Zhou P., Goldsbrough P.B. Functional homologs of fungal metallothionein genes from Arabidopsis // The Plant Cell. 1994. - V. 6. - P. 875-884. '

172. Zhou P., Thiele D.J. Rapid transcriptional autoregulation of a yeast metalregulatory transcription factor is essential for high-level copper detoxification II Genes Dev. 1993. - V.7. - P. 1824-1835.