Образование супероксида на поверхности корневых клеток - компонент ранней ответной реакции на воздействие тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.12, кандидат биологических наук Колесников, Олег Петрович

• Колесников, Олег Петрович
• кандидат биологических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Колесников, Олег Петрович

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Кислород и его токсическое действие.

1.2. Свободно-радикальная токсичность кислорода и защита клетки от свободных радикалов.

1.3. Супероксид и его источники.

1.4. Супероксид и кальций при стрессовом воздействии.

1.5. Редокс-системы плазмалеммы.

1.6. Цитохромы Ь-типа в плазматической мембране.

1.7. НАДФН -утилизирующие флавоферменты плазматической мембраны растенийЗО

1.8. Сколько же мембраносвязанных редокс ферментов?.

1.9. Пероксидаза, как один из источников активных форм кислорода.

1.10. Термогенез. Энергетические потери клетки как составляющая часть энергетического баланса.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объект исследования.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Определение генерации супероксидного радикала.

2.2.2. Определение генерации супероксида методом ЭПР.

2.2.3. Определение проницаемости мембран корневых клеток для ионов калия

2.2.4. Определение теплопродукции отсеченных корней (темновая калориметрия)

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Изучение содержания супероксида в процессе формирования адаптации в отсеченных корнях пшеницы.

3.2. Регуляция содержания супероксида супероксиддисмутазой.

3.3. Возможные источники генерации супероксидного анион-радикала поверхностной мембраной растительных клеток.

3.4. Редокс-системы плазматической мембраны.

3.5. Участие супероксида в детоксикации ксенобиотиков растительными клетками

3.6. Вклад продукции супероксида в выделение тепла растительными клетками.

3.7. Пероксидаза в образовании супероксидного анион-радикала.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Образование супероксида на поверхности корневых клеток - компонент ранней ответной реакции на воздействие»

Кислород играет ключевую роль в энергетике большинства живых существ. Он служит окислителем питательных веществ при дыхании животных, растений, грибов и бактерий. Без кислорода обходятся лишь сравнительно немногочисленные виды, обитающие в бескислородных (анаэробных) условиях и покрывающие свои энергетические потребности за счет брожения. Однако высокая окислительная способность кислорода, необходимая для его функционирования в дыхательной системе, из добра превращается в зло, если принять во внимание возможность "паразитных" химических реакций окисления кислородом различных химических веществ в живой клетке (Скулачев, 1996). Эти самопроизвольные, неферментативные реакции всегда начинаются с одноэлектронного восстановления молекулярного кислорода, давая его анион-радикал, или супероксид (02 ")•

Итак, кислород полезен для живой клетки как окислитель питательных веществ, но вреден как окислитель ДНК и других жизненно важных компонентов. Клетка располагает глубоко эшелонированной системой защиты от повреждающего действия кислорода. Эта система состоит из механизмов: (1) предотвращающих "паразитные" химические реакции одноэлектронного восстановления кислорода и (2) убирающих продукты такого восстановления. Клетки, не справившиеся с задачей защиты от кислородной опасности и, тем самым, поставившие под удар свой генетический аппарат, кончают самоубийством, включая апоптоз, зависящий от активных форм кислорода.

С практической точки зрения, изучение роли активированного кислорода в клетках и тканях животных и человека оказалось исключительно плодотворным. В фокус этого направления попали такие фундаментальные медико-биологические проблемы как повреждение и устойчивость клетки, фагоцитоз, бактерицидные эффекты и др. Выяснилось, что активированный кислород выступает в роли важного патогенетического фактора при многих тяжелых заболеваниях: ишемической болезни сердца, лучевом поражении, катаракте, воспалительных процессах, авитаминозе, раке и т.д. Все это, естественно, привело к резкому нарастанию интереса к различным аспектам кислородной проблемы.

В потоке научной литературы, посвященной активированному кислороду, существует множество работ выполненных на объектах животного происхождения, растительным организмам и клеткам уделяется сравнительно мало внимания. Между тем, именно эти организмы способны к активному выделению кислорода, наиболее богаты пигментами-сенсибилизаторами, отличаются высокой реакционной способностью молекулярных компонентов и обладают развитой защитной системой.

В течение своей жизни растения постоянно подвергаются различным стрессовым воздействиям. Одна из самых ранних стрессовых реакций - это образование ряда активных форм кислорода (супероксидный анион-радикал, пероксид водорода, гидроксильный радикал и т.д.), которые могут выполнять роль вторичных посредников, а также другие функции в ходе развития адаптации клеток после воздействия.

Постановка проблемы, ее актуальность. Чрезвычайно широкий спектр биохимических эффектов активных метаболитов кислорода, в частности супероксидного аниона, объединяет все возрастающий интерес к влиянию их на функциональную активность клеток. Супероксид является собственным метаболитом клетки и образуется в результате одноэлектронного восстановления кислорода, катализируемого оксидазами. Особый интерес представляет НАД(Ф)Н оксидаза, локализованная в плазматической мембране. Было показано, что при фагоцитозе чужеродных веществ резко увеличивается поглощение кислорода. Это явление получило название "дыхательного взрыва". Позднее оказалось, что образование супероксида (и других активных форм кислорода) присуще не только фагоцитирующим клеткам, но происходит и в других типах клеток. Особое внимание в настоящее время уделяется быстрой продукции активных форм кислорода (АФК) с последующим каскадом ответов растительных клеток при воздействии биотических и абиотических стрессоров. Считается, что продукция супероксидного аниона и пероксида водорода является одним из ранних событий, происходящих при патогенной атаке растительных клеток (Bolwell et al., 1995, 1998; Alvarez et. al., 1998). Получены данные об индукции окислительного стресса при действии низкой температуры в развивающихся проростках кукурузы (Prasad, 1996), засухи - в растениях гороха (Moran et. al., 1994), при гипоосмотическом и механическом стрессах (Cazale et. al., 1998).

Выявление возможных источников продукции АФК является важным подходом к регуляции их уровня в клетках при стрессовых воздействиях. Изучение особенностей генерации супероксидного анион-радикала (супероксида) может внести существенный вклад в расшифровку механизмов адаптивных реакций растительных клеток.

Цели и задачи. Основной целью исследований было выявление образования супероксидного анион-радикала и источников его генерации на клеточной поверхности в ответ на стрессовое воздействие. Были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать образование супероксида в ходе формирования адаптации отсеченных корней и чувствительность этого процесса к ингибитору супероксиддисмутазы диэтилдитиокарбамату натрия (ДДК) на разных фазах адаптации.

2. Выявить роль редокс-системы плазмалеммы в генерации супероксида на клеточной поверхности с использованием непроникающих в клетки доноров электронов (НАДФ-Н, НАДН, ферроцианид) и ингибиторов ферментов, участвующих в этом процессе.

3. Показать участие супероксида в детоксикации ксенобиотика амидопирина.

4. Показать участие пероксидазы клеточной поверхности в генерации супероксида.

5. Изучить влияние на образование супероксида ряда органических кислот.

6. Выявить взаимосвязь между генерацией супероксида и тепловыделением корневых клеток.

Научная новизна работы.

Впервые выявлена динамика генерации супероксида в ходе развития адаптивного старения корневых клеток и показана положительная корреляция его образования с изменениями проницаемости плазмалеммы для ионов калия и изменением мембранного потенциала.

Впервые предположено существование на поверхности клетки самоокисляющегося флавина, который генерирует супероксид и может принимать участие в реакциях детоксикации, в частности детоксикации ксенобиотика амидопирина.

Показано, что пероксидаза клеточной поверхности участвует в генерации супероксида. Данный процесс может активироваться рядом органических кислот. Стимулирующее действие органических кислот на образование супероксида может быть связано с ингибированием каталазы, а также с изменением поверхностного заряда плазмалеммы или путем проявления кислотами детергентных свойств. Индуцируемое органическими кислотами вымывание растворимой фракции пероксидазы во внеклеточный раствор приводит к активации данного фермента.

Впервые выявлена сопряженность генерации супероксида и общего тепловыделения корневых клеток. Вклад в тепловыделение вносит рекомбинация кислородных радикалов и окислительные процессы с участием супероксида. Практическая ценность работы. Полученные результаты могут служить теоретической и методической основой для исследований проблемы функциональной значимости активных форм кислорода в формировании адаптации и ее срыва при неблагоприятных воздействиях. В работе намечены дальнейшие пути решения задач по выявлению механизмов регуляции систем, генерирующих активные формы кислорода.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на итоговых конференциях и семинарах КИББ КНЦ РАН (1997, 1999, 2000 гг.), на Втором съезде биохимического общества Российской Академии Наук (Москва, 1997), на VI молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге (1997), на международной 9 конференции "Plasma membrane redox systems and their role in biological stress and disease" (Антверпен, Бельгия, 1998). на европейской конференции "Oxygen, free radicals and oxidative stress in plants" (Гранада, Испания, 1998), на международной конференции "Biothermodynamics: molecular, organismal, and Ecological" (Юта, США, 1999), на Всероссийской молодежной научной конференции "Растение и почва" (Санкт-Петербург, 1999), на 5 международной конференции "Plasma Membrane Redox and its Role in Biological Stress and Disease" (Гамбург, Германия, 2000), на Всероссийской конференции молодых ученых "Молодые ученые -агропромышленному комплексу" 28-29 марта (Казань, 2000), на школе-конференции "Горизонты физико-химической биологии" 28 мая - 2 июня (Пущино, 2000), на Международной конференции "Митохондрии, клетки и активные формы кислорода" 6-9 июня (Пущино, 2000).

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Колесников, Олег Петрович

ВЫВОДЫ

1. Получены новые данные о функционировании в плазмалемме корневых клеток редокс-системы, генерирующей супероксид. Впервые выдвинуто положение о том, что компонентом этой редокс-системы является флавиновый фермент, локализованный на внешней поверхности плазматической мембраны.

2. Источником генерации супероксида является пероксидаза клеточной поверхности, которая может использовать в качестве субстратов восстановитель и пероксид водорода.

3. Впервые показано, что органические кислоты резко усиливают образование супероксида корневыми клетками.

4. Впервые показано, что детоксикация ксенобиотика амидопирина корневыми клетками сопровождается образованием супероксида. Выдвинуто положение о том, что это приводит к обезвреживанию амидопирина посредством образования его И-окиси в плазматической мембране с участием флавина.

5. Впервые выявлена генерации супероксида и теплопродукции корневыми клетками. Это позволяет полагать, что образование супероксида с последующей рекомбинацией радикалов и/или вовлечением их в окислительные процессы является одним из источников общего тепловыделения корней.

6. Генерация супероксида корневыми клетками является компонентом раннего плейотипического ответа корневых клеток на воздействие (в данном случае механическое повреждение).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные результаты показали, что генерация супероксида является одним их компонентов ранней ответной реакции корневых клеток на воздействие (механическое повреждение - отсечение корней от проростка). Стимуляция генерации супероксида происходит в начальный период после отсечения корней, а затем образование супероксида снижается. Можно полагать, что в регуляции содержания супероксида клеточной поверхности принимают участие антиоксидантные системы, в частности супероксиддисмутаза (СОД), активность которой снижена в начальный период ответной реакции и повышается в ходе адаптивного старения корневых клеток.

Выявление источников образования супероксида на клеточной поверхности показало, что в этом процессе могут принимать участие редокс-системы плазмалеммы. На основании экспериментальных данных выдвинуто положение о существовании и функционировании в составе редокс-системы плазмалеммы флавинового фермента, который является источником генерации супероксида и восстанавливается донорами электронов, например, НАДН или НАДФН.

Кроме редокс-системы на поверхности клетки существуют и другие источники супероксида - растворимая пероксидаза. Использование ряда органических кислот (в том числе, и известных как ингибиторы каталазы - салициловая, янтарная) дало возможность показать, что ингибирование каталазы может быть ключевым моментом

82 в поддержании в апопластном растворе определенного уровня Н202. В процессе взаимодействия Н202 с пероксидазой и может происходить образование супероксида.

Наши результаты о влиянии на образование супероксида ксенобиотика амидопирина совершенно по новому позволяют подойти к проблеме детоксикации в растительных клетках. Детоксикация амидопирина, вероятно, связана с образованием Ы-окиси на плазматической мембране корневых клеток с участием флавинового фермента.

В результате проведенных экспериментов была обнаружена сопряженность образования супероксида и термогенеза корневых клеток. Стимуляция образования супероксида донорами электронов и блокирование генерации супероксида акцепторами электронов приводило соответственно к стимуляции и к торможению тепловыделения корнями. Эти данные позволяют сделать предварительный вывод о том, что образование супероксида вносит определенный вклад в общее тепловыделение растительных клеток. Вклад в тепловыделение вносит не сама генерация супероксида, а, вероятно, рекомбинация свободных радикалов и/или окислительные процессы с участием супероксида.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Колесников, Олег Петрович, 2000 год

1. Анатычук Л.И., Лусте О .Я. Микрокалориметрия. Львов: Высшая школа. 1981. 159. С.

2. Аскарова Э.А., Капитанов А.Б., Кольтовер В.К., Татищев О.С. Генерация супероксидных радикалов и текучесть мембранных липидов Acholeplasma landlawii при старении культуры клеток. // Биофизика. 1987. Т. 32. В. 1. С. 95.

3. Балаур. Н.С. Перспективы изучения биоэнергетических основ формирования продуктивности и устойчивости растений. // Известия АН МССР, сер. Биол. и хим. Наук. 1988. №1. С. 70-77.

4. Бахов Н.М., Александрова Л.З., Титов В.Н. и др. // Успехи современной биологии. 1987. Т. 104. В. 2(5). С. 281-296.

5. Блюменфельд Л.А. Проблемы биологической физики. // М.: Наука. 1984. 264 с.

6. Вартанян Л.С., Садовникова И.П., Гуревич С.М, Соколова И.С. Образование супероксидных радикалов в мембранах субклеточных органелл регенерирующей печени //Биохимия. 1992. Т. 57. В. 5. С. 671.

7. Владимиров Ю.А. Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. // М.: Наука. 1972. 252 с.

8. Владимиров Ю.А., Шерстнев М.П. Хемилюминесценция клеток животных. // Итоги науки и техники. // Биофизика. М. 1989. Т. 24. С. 176.

9. Гамалей И.А., Клюбин И.В., Арнаутова И.П., Кирпичникова K.M. Пострецепторное образование активных форм кислорода в клетках, неявляющихся профессиональными фагоцитами. // Цитология. 1999. Т. 41. № 5. С. 394-399.

10. Ю.Гелетюк В И., Казаченко В.Н. Синхронизация активности калиевых каналов нейронов моллюска индуцированная феррицианидом и барием. // Биофизика. 1987. Т. 32. В. 1.С. 73.

11. Гельман Н.С., Лукоянова М.А., Островский Д.Н. Мембраны растений и дыхательная цепь. // Москва. Наука. 1972. 246 с.

12. Гордон Л.Х., Колесников О.П., Минибаева Ф.В. Образование супероксида редокс-системой плазмалеммы корневых клеток и ее участие в детоксикации ксенобиотиков. // Докл. АН. 1999. Т. 367. № 3. С. 409-411.

13. Гордон Л.Х., Минибаева Ф.В., Рахматуллина Д.Ф., Алябьев А.Ю., Лосева Н.Л., Николаев Б.А. Термогенез корневых клеток пшеницы при модификации функциональной активности плазмалеммы и детоксикации ксенобиотиков. // Докл. РАН. 1995. Т. 341. № 5. С. 714 716.

14. Гордон Л.Х. Функциональная характеристика адаптивного старения отсеченных корней пшеницы. // Физиология и биохимия культурных растений. 1992. Т. 24. № 2. С. 128-133.

15. Дубинина Е.Е. Биологическая роль супероксидного анион-радикала и супероксиддисмутазы в тканях организма. // Успехи современной биологии. 1989. Т. 108. В. 1 (4). С. 3.

16. Жолкевич В.Н., Четвериков А.Г., Корецкая Т.Ф. Сигнал ЭПР и сверхслабое свечение корней Cucumis sativus L. II Доклады АН СССР. 1970. Т. 193. № 4. С. 955957.

17. П.Жолкевич В.Н. О некоторых проблемах биоэнергетики // Изв. АН СССР Сер. Биол. 1963. №4. С. 562.

18. Жолкевич В.Н. Энергетика дыхания в условиях водного дефицита. // М.: Наука, 1968.230 с.

19. Жолкевич В.Н., Борисова Т.А., Пейсахзон Б.И. Перераспределение энергии в в клетках непосредственно перед их делением или растяжением // Физиология растений. 1972. Т. 19. Вып. 6. С. 1245.

20. Иванов И.И., Мерзляк М.Н., Тарусов Б.Н. Витамин Е, биологическая роль в связи с антиокислительными свойствами. // Биоантиокислители: Труды МОИП. М.: Наука. 1975. Т. 52. С. 30-52.

21. Иванов Х.П. Основы энергетики организма. // Л.: Наука. 1990. Т. 1. С. 3-306.

22. Кальве Э., Прат А. Микрокаллориметрия. // М.: ИЛ. 1963. 477 с.

23. Клюбин И.В., Гамалей И.А. НАДФН-оксидаза специализированный ферментативный комплекс для образования активных метаболитов кислорода. // Цитология. 1997. Т. 39. № 4/5. С. 320-340.

24. Клюбин И.В., Кирпичникова K.M., Ищенко A.M., Жахов A.B., Гамалей И.А. Роль активных форм кислорода в изменении мембранного потенциала макрофагов и астроцитов. // Биологические мембраны. 1999. Т. 16. № 4. С 453-460.

25. Козлов Ю.П. Структурно-функциональные аспекты перекисного окисления липидов в биологических мембран. // Липиды. Структура, биосинтез, превращения и функции: Сб. науч. тр. М.: Наука. 1977. С. 80-93.

26. Кулинский В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита. // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 1. С 2-7.

27. ЗГКулинский В.И. Обезвреживание ксенобиотиков. // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 1. С. 8-12.

28. Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. Биологическая роль глютатиона // Успехи современной биологии. 1990. Т. 110. В. 1 (4). С. 20 33.

29. Куркова Е.Б., Верховская М.Л. Редокс-компоненты в плазмалемме растительных клеток // Физиология растений. 1984. Т. 31., № 3. С. 496 501.

30. Лебедева О.В., Угарова H.H. Стационарная кинетика реакции окисления NADH пероксидом водорода в присутствии пероксидазы хрена. // Биохимия. 1997. Т 62. Вып. 2. С. 249-253.

31. Левин C.B. Структурные изменения клеточных мембран. // Л.: Наука. Ленингр. отд-ние. 1976. С 224.

32. Мерзляк М.Н., Соболев A.C. Роль супероксидных анион-радикалов и синглетного кислорода в патологии мембран. // Итоги науки и техники. Биофизика. М. 1975. Т. 5. С. 118-165.

33. Мерзляк М.Н. Активированный кислород и окислительные процессы в мембранах растительной клетки // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Физиология растений. 1989. Т. 6. С. 1 168.

34. Мерзляк М.Н., Активированный кислород и жизнедеятельность растений. // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 9. С 20-26.

35. Минибаева Ф.В., Гордон J1.X. Особенности действия ионов кальция и кальцевого ионофора А23187 на мембранный потенциал и дыхание клеток корней пшеницы // Физиология н биохимия культ, растений. 1990. Т. 22. № 3. С. 225.

36. Новак В.А., Миклашевич А.И. Феррицианидредуктазная активность листьев элодеи и ее связь с энергетическим метаболизмом. // Физиология растений. 1984. Т. 31. №3. С. 489-495.

37. Обухова J1.K., Эмануэль Н.М. Роль свободнорадикальных реакций окисления в молекулярных механизмах старения живых организмов. // Успехи химии. 1983. Т. 52. №3. С. 353-372.

38. Пескин A.B. Роль кислородных радикалов, образующихся при функционировании мембранных редокс-цепей. в повреждении ядерной ДНК. // Биохимия. 1996. Т. 61. Вып. 1. С. 65-71.

39. Погосян С. И., Аверьянов А. А., Мерзляк М. Н.,. Веселовский В. А Внеклеточная хемнлюминесценцня корней растений // Доклады Академии наук СССР 1978. Том 239, № 4, 96-98.

40. Полевой В.В. Физиология растений. // М.: Высшая школа. 1989. 464 с.

41. Рэкер Э. Биоэнергетические механизмы. // М.: Мир. 1967. С. 291.

42. Сала А., Зарини С., Бола М. Лейкотриены: липидные биоэффекторы воспалительных реакций. // Биохимия. 1998. Т. 63. № 1. С. 101 110.

43. Саламатова Т.С., Иванова М.С., Исаченко Л.А. Метаболизм и механизм действия фитогормонов. //Иркутск. 1979. С. 186-192.

44. Сафина Г.Ф., Гордон Л.Х., Алексеева В.Я., Бичурина A.A. О гидроксилирующей активности растительных тканей // Физиология растений. 1978. Т. 25. № 1. С. 7075.

45. Семихатова O.A. Смена дыхательных систем. // Изд-во: Наука. Ленинград. 1969. 123 с.

46. Семихатова O.A., Чулановская М.В., Манометрические методы изучения дыхания и фотосинтеза растений. //М.: Наука. 1965.

47. Скулачев В.П. Аккумуляция энергии в клетке. // М.: Наука. 1969. С. 440.

48. Скулачев В.П. Трансформация энергии в биомембранах. // М.: Наука. 1972. С. 203.

49. Скулачев В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло. // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 3. С. 4 10.

50. Скулачев В.П. Законы биоэнергетики. // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 1.С. 9-14.

51. Скулачев В.П. Альтернативные функции клеточного дыхания. // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 8. С. 2-7.

52. Тарчевский И.А., Максютова H. H., Яковлева В. Г., Гречкин А. Н. Янтарная кислота миметик салициловой кислоты. // Физиология растений. 1999. Т. 46. № 1. С. 23-28.

53. Турков М.И. Супероксиддисмутаза: свойства и функции. // Успехи соврем, биологии. 1976. Т. 81. В.З.С. 341.

54. Чередниченко Л.К. Физиологическая калориметрия. //M.-JI.: Наука. 1965. 136 С.

55. Чиркова Т.В. Клеточные мембраны и устойчивость растений к стрессовым воздействиям. // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 9. С. 12-17.

56. Abramson J.J., Salama Y. Critical sulfhydryls regulate calcium release from sarcoplasmic reticulum. // J. Bioenerg. and. Biomembr. 1989. 21. N. 2. P. 283-294.

57. Alvarez M.E., Pennel R.I., Meijer P.J., Ishikawa A., Dixon R.A., Lamb C. Reactive oxygen intermediates mediate a systemic signal network in the establishment of plant immunity. // Cell. 1998. V. 92. P. 1-20.

58. Asada K., Kiso K. The photo-oxidation of epinephrine by spinich chloroplasts and its inhibition by SOD: evidence for the formation of superoxide radicals in chloroplasts. // Agr. Biol. Chem. 1973. V 27. P. 453-457.

59. Asard H., Horemans N., Briggs W.R., Caubergs R.J. Blue light perception by endogeneous redox components of the plant plasma membrane. // Photochem. Photobiol. 1995 V. 61. P. 518-522.

60. Asard H., Horemans N., Preger V. Trost P Plasma membrane b-type cytochromes. // Plasma Membrane Redox Systems and their role in Biological Stress and Disease. Edited by Asard N., Berczi A., Gaubergs R.J. Kluwer Academic Publishers. 1998. P. 1 -33.

61. Aust S.D., Roerig D.L. Pederson T.C. Evidence for superoxide generation by NADPH-cytochrome c reductase of rat liver microsomes. // Biochem. Biophys. Res. Com. 1972. V. 47. P. 1133-1136.

62. Ballou D., Palmer G., Massey. V. Direct demonstration of superoxide anion production during the oxidation of reduced flavin and its catalytic decomposition by erythrocuprein. // Biochem. Biophys. Res. Com. 1969. V. 36. P. 898-904.

63. Barber M.J., Andersson B. Too much of a good thing: light can be bad for photosynthesis. //Trends Biochem. Sci. 1992. V. 17. P. 61-66.

64. Barber M.J., Kay C.J. Superoxide production during reduction of molecular oxygen by assimilatory nitrate reductase. // Arch. Biochem. Biophys. 1996. V. 326. P. 227-232.

65. Bartoli G., Galeotti T., Azzi A. Production of superoxide anions and hydrogen peroxide in ehrlich ascites tumour cell nuclei. // Biochim. Biophys. Acta 1977. V. 497. P. 622626.

66. Beauchamp C., Fridovich I. Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. // Anal Biochem 1971 Nov; V. 44(1). P. 276-287

67. Berridge M.J., Irvine R.F. Inositol trisphosphate, a novel second messenger in cellular signal transduction. //Nature. 1984. Nov 22-28. V. 312. № 5992. P. 315-321.

68. Bert P. Barometric pressure: Researches in Experimental Physiology. // Translated by M.A. Hitchcock and F. A. Hitchcock. College Book Company, Columbus, Ohio, 1943. P.565-570.

69. Beyer W., Imlay J., Fridovich, I. Superoxide Dismutases. // Prog. Nucl. Acid Res. 1991. V. 40. P.221-253.

70. Boes M., Deby C., Pincemail J., Gontier R. Membranolytic effect of 02~ by a nucleophilic non oxidative mechanism // Arch. Int. Physiol, et biochim. 1988. V. 96. № l.P. 88.

71. Bolwell G.P., Butt V.S., Davies D.R., Zimmerlin A. The origin of the oxidative burst in plants. // Free Radical Res. 1995. V 23. P 517-532.

72. Bolwell G.P., Davies D.R., Gerrish C., Auh C.K., Murphy T.M. Comparative biochemistry of the oxidative burst produced by rose and French bean cells reveals two distinct mechanisms. // Plant Physiol. 1998. Apr. V. 116 № 4. P. 1379-1385.

73. Bolwell G.P., Wojtaszek P. Mechanisms for the generation of reactive oxygen species in plant defense a broad perspective. // Physiol. Mol. Plant Pathol. 1997. V. 51. P. 347366.

74. Bovaris A., Sanchez R.A., Beconi M.T. Antimycin and cyanide-resistant respiration and superoxide anion production in fresh and aged potato tuber mitochondria. // FEBS Letters 1978. V. 92. P. 333-338.

75. Brain R.D., Freeberg J.A., Weiss C.V., Briggs W.R. Blue light-induced absorbance changes in membrane fractions from corn and Neurospora. // Plant Physiol. 1977. V. 59. P. 948-952.

76. Brot N., Weissbach H. The biochemistry of methionine sulfoxide residues in proteins. // Trends Biochem. Sci. 1982. V. 7. P. 137-139.

77. Bruckhout T.J., Hrubec T.C. Pyridine nucleotide-dependent ferricyanide reduction associated with isolated plasma membranes of maize (Zea maise L.) roots. // Protoplasma. 1986. V. 135. P. 144-154.

78. Byczskovski J.Z., Gessner T. Biological role of superoxide ion-radical. // Int. J. Biochem. 1988. V. 20. № 6. P. 569-580.

79. Cakmak I., Marschner H. Enhanced superoxide radical production in roots of zinc-deficient plants. // J. Expt. Bot. 1988. V. 39. P. 1449-1460.

80. Carmichael A.J., Samuni A., Rietsz P. Photogeneration of superoxide and decarboxylated peptide radicals by carboquone, mitomycin C and streptonigrin. // Photochem. Photobiol. 1985. V. 41. P. 635-641.

81. Cazale A.C., Rouet-Mayer M.A., Barbier-Brygoo H., Mathieu Y., Lauriere C. Oxidative burst and hypoosmotic stress in tobaco cell suspensions. // Plant Physiol. 1998 V. 16. P. 659-669.

82. Chen Z, Silva H., Klessig D.F. Active oxygen species in the induction of plant systemic acquired resistance by salicylic acid. // Science. 1993. Dec. 17. V. 262 № 5141. P. 18831886.

83. Conger A.D.,. Fairchild L.M Breakage of chromosomes by oxygen. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1952. V. 38 P. 289-299.

84. Cooper P.D., Burt A.M., Wilson. J.N. Critical effect of oxygen tension on rate of growth of animal cells in continuous suspended culture. // Nature 1958. V. 182 P. 1508-1509.

85. Cross A.R., Jones O.T.G. The effect of the inhibitor diphenilene iodonium on the superoxide-generating system of neutrophils: specific labelling of a component polypeptide of the oxidase. // Biochen J. 1986. V. 237. P. 111-116.

86. Davies K.J.A. Protein damage and degradation by oxygen radicals. I General aspects. // J. Biol. Chem. 1987. V. 162. P. 9895-9901.

87. Doke N., Ohashi, Y. Involvement of an 02-generating system in the induction of necrotic lesions on tobacco leaves infected with tobacco mosaic virus. // Physiol. Mol. Plant. Pathol. 1988. V. 32. P. 163-175.

88. Doke N., Miura Y., Sanchez L.M., Park H.J., Noritake T., Yoshioka H„ Kawakita K.

89. The oxidative burst protects plants against pathogen attack: mechanism and role as aniemergency signal for plant bio-defence. // Gene. 1996. Nov 7. V. 179. P. 45-51.

90. Durner J., Klessig D.F. Salicylic acid is a modulator of tobacco and mammalian catalases. // J. Biol. Chem. 1996. Nov 8. V. 271 № 45. P. 28492-28501.

91. Elstner E.F., Heupel A. Formation of hydrogen peroxide by isolated cell walls from horseradish (Armoracia lapathifolia). II Planta. 1976. V. 130. P. 175 180.

92. Elstner E.F. Mechanisms of oxygen activation in different compartments of plant cells // In: Active oxygen/oxidative stress and plant metabolism. Pell E.J. and Steffen K.L. (eds) American Soc. Plant Physiol. 1991. Rockville M.D. P. 13-25

93. Farr S.B., Kogama T. Oxidative stress responses in Escherichia coli and Salmonella typhimurium. // Microbiol. Rev. 1991. V. 55. P. 561-585.

94. Fenn W.C., Gershman R., Gilbert D.L. Mutagenic effects of high oxygen tensions on Escherichia coli. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1957. V. 43. P. 1027-1032.

95. Ferguson D.L., Burke J.J. A new method of measuring protein-methionine-S-oxide reductase activity. // Plant Physiol. 1992. V. 100. P. 529-532.

96. Fridovich I. Quantitative aspects of the production of superoxide anion radical by milk xanthine oxidase. // J. Biol Chem 1970. V. 245. P. 4053-4057.

97. Fuson R.L., Saltzman H.A., Smith W.W., Whelan R.E., Osterhout S„ Parker R.T. Clinical hyperbaric oxygenation with severe oxygen toxicity. // N. Engl. J. Med. 1965. V. 273. P.415-419.

98. Gardner P.R., Fridovich I. Superoxide sensitivity of Escherichia coli 6-phosphogluconate dehydratose. //J. Biol. Chem. 1991. V. 266. P. 1478-1483.

99. Gilroy S. Trewavas A.J. A decade of plant signals. // BioEssays. 1994. V. 16. P. 677 -682.

100. Gotoh T., Shikama K. Generation of the superoxide radical during the autoxidation of oxymyoglobin. // J. Biochem. 1976. V. 80. P. 397-399.

101. Gross G.G. The biochemistry of lignification. // Adv. Bot. Res. 1980. V. 8. P. 25-63.

102. Gross G.G., Janse C., Elstner E.F. Involvement of malate, monophenols and superoxide radical in hydrogen peroxide formation by isolated cell walls from horseradish (Armoracia lapathifolia Gilib.). Il Planta 1977. V. 136. P. 271-276.

103. Halliwell B. Lignin synthesis: the generation of hydrogen peroxide and superoxide by horseradish peroxidase and its stimulation by manganese (II) and phenols. // Planta. 1978. V. 140. P. 81-99.

104. Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Free radicals in biology and medicine. // Oxford: Claredon Press. 1985. 259 p.

105. Hartenstein R., Neuhauser E.D., Mulligan R. // Phytochemistry. 1977. V. 16. P. 1855-1857.

106. Hassan H.M., Fridovich I. Superoxide radical and the oxygen enhancement of the toxicity of paraquat in Escherichia coli. II J. Biol. Chem. 1978. V. 253 P. 8143-8148.

107. Hendry G.A.F Oxygen, free radical processes and seed longevity. // Seed Science Research. 1993. V. 3. P. 141-153.

108. Hohn D.C., Lehere R.L. NADPH oxidase deficiency in X-linked chronic granulomatous disease. // J. Clin Invest. 1975. 53:707-713.

109. Imlay J.A., Linn S. DNA damage and oxygen radical toxicity. // Science 1986. 240:1302-1309.

110. Johnston R.B., Godzik C.A., Cohn Z.A. Increased superoxide anion production by immunologically activated and chemically elicited macrophages. // J. Exp. Med. 1978. 148: 115-127.

111. Johnston R.B., Lehmeyer J.E., Guthrie L.A. Generation of superoxide anion and chemiluminescence by human monocytes during phagocytosis and on contact with surface-bound immunoglobulin G. // J. Exp. Med. 1976. 143: 1551-1556.

112. Jones O.T.G. The regulation of superoxide production by the NADPH oxidase of neitrophils and other mammalian cells. // BioEssays. 1994. V. 16. P. 919-923.

113. Jones O.T.G., Jones S.A., Wood J.D. Expression of comopnents of the superoxide generating NADPH oxidase by human leucocytes and other cells. // Protoplasma. 1995. V. 184. P. 79-85.

114. Kemp R.B. Microcalorimetric studies of tissue cells in vitro. // In. Biological Microcalorimetry, 1980 Fcad. Press. Beezer A.E. (Ed.).

115. Knowles P.F., Gibson J.F.,. Pick F.M, Bray R.C. Electron-spin-resonance evidence for enzymic reduction of oxygen to a free radical, the superoxide ion. // Biochem. J. 1969. Ill: 53-58.

116. Kono Y., Takahashi M.A., Asada K. Oxidation of manganous pyrophosphate by superoxide radicals and illuminated spinich chloroplasts. // Arch. Biochem. Biophys. 1976. V. 174 P. 454-462.

117. Konstantinov Y., Rivkin M., Deineko E. Possible free-radical mechanism of somaclonal variations appearance in plants. // Biotechnology & BioE. 1992 V.6 P. 5-6.

118. Leshem Y.Y. Plant senescence processes and free radical. // Free Radical Biology & Medicine. 1988. V. 5. P. 39-49.

119. Liovich S.I., Fridovich I. Superoxide generated by glutatione reductase initiates a vanadate-dependent free radical chain oxidation of NADH. // Arch. Biochem. Biophys. 1992. V. 294. №2. P. 403-406

120. Loschen G., Azzi A., FloheBp L. Mitochondrial H202 formation: Relationship with energy conversion. // FEBS Lett 1973. 33:84-88.

121. Loschen G., Azzi A., Richter C., FloheBp L. Superoxide radicals as precursors of mitochondrial hydrogen peroxide. // FEBS Lett 1974. 42:68-72.

122. Lundegardh H. An electro-chemical theory of salt absorbtion by plants. // Nature. 1939. V. 143. P. 203.

123. McCord J.M., Fridovich I. Production of superoxide anion in photolyzed water demonstrated through the use of superoxide dismutase. // Photochem. Photobiol. 1973. V. 17 P. 115-121.

124. McCord J.M., Fridovich I. The utility of superoxide dismutase in studying free radical reactions. I. Radicals generated by the interaction of sulfite, dimethyl sulfoxide, and oxygen. // J. Biol. Chem. 1969. Nov 25. V. 244. P. 6056 6063.

125. Mehdy M C Active oxygen species in plant defense against pathogens. // Plant. Physiol. 1994. V. 105 № 2. P. 467.

126. Michaelis L. Free radicals as intermediate steps of oxidation reduction. // Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. L.I., N.Y., Cold Spring Harbor. The Biol. Lab. 1939 V. 7. P. 33-49.

127. Misra H.P., Fridovich I. The generation of superoxide radical during the autoxidation of ferredoxins. // J. Biol. Chem. 1971. Nov 25. V. 246 № 22. P. 6886-90.

128. Misra H.P., Fridovich I. The generation of superoxide radical during the autoxidation of hemoglobin. // J. Biol. Chem. 1972. Nov 10. V. 247 № 21 P. 6960-6962.

129. Misra H.P., Fridovich I. The univalent reduction of oxygen by reduced flavins and quinones. // J. Biol. Chem. 1972. Jan 10 V. 247 № 1 P. 188-192.

130. Moran J.F., Becana M., Iturbeormaetxe I., Frechilla S., Klucas R.V. Apariciotejo P. Drough induces oxidative stress in pea plants. // Planta 1994. V. 194. P. 346-352.

131. Morre D.J., Brightman A.O., Wu L.Y., Barr R., Leak, B., Crane F.L. Role of plasma membrane redox activities in elongation growth in plants. // Physiol. Plant 1988. V. 73: P. 187-193.

132. Nicotera P., Bellomo G., Orrenius S. Calcium mediated mechanisms in chemically-induced cell death. 11 Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1992. V. 32. P. 469-470.

133. Nishikimi M. Oxidation of ascorbic acid with superoxide anion generated by the xanthine/XO system. // Biochem. Biophys. Res. Com. 1975. V. 63. P. 463-468.

134. Nishizuka Y. Turnover of inaction phospholipids and signal transduction. // Science. 1984. Sep 21. V. 225 № 4668. P. 1365-1370.

135. Oleinick, N.L., Chiu, S., Ramakrishman N., Xue, L. The formation, identification, and significance of DNA-protein cross-links in mammalian cells. // Brit. J. Cancer 55: Suppl. 1986. V. 8. P. 135-140.

136. Orrenius S. Mechanisms of oxidant-induced cell damage // J. Cell. Biochem. 1988. V. 12a. P. 34.

137. Perin M.S., Fried V.A., Slaughter C.A., SUdhof T.C. The structure of cytochrome b561, a secretory vesicle-specific electron transport protein. // EMBO J. 1988 V. 7. P. 2697-2703.

138. Prasad T.K. Mechanisms of chilling-induced oxidative stress injury and tolerance in developing maize seedings: changes in antioxidant system, oxidation of proteins and lipids, and protease activities. //Plant J. 1996. V. 10. P. 1017-1026.

139. Quebedeaux B, Havelka U.D., Livak K.L., Hardy R.W.F. Effect of altered p02 in the aerial part of soybean on symbiotic nitrogen fixation. // Plant Physiol. 1975. V. 56. P. 761-764.

140. Rich P.R., Bonner W.D.Jr. The sites of superoxide anion generation in higher plant mitochondria. //Arch. Biochem. Biophys. 1978. V. 188. P. 206-213.

141. Robertson R.N. Studies in the metabolism of plant cells. I. Accumulation of chlorides by plant cells and its relation to respiration. // Aust. J. Exp. Biol. 1941. V. 19. P. 265278.

142. Rufty T.W., Thomas J.F., Remmler J.L., Campbell W.H., Volk R.J. Intracellular localization of nitrate reductase in roots. // Plant Physiol. 1982. V. 82. P. 675-680.

143. Sandelius A.S., Barr R., Crane F.L., Morre D.J. Redox reaction of plasma membranes isolated from soybean hypocotyls by phase partition. // Plant Sci. 1986 V. 48. P. 1-10.

144. Segal A.W. The NADPH oxidase of phagocytic cells is an electron pump that alkalinizes the phagocitic vacuole. // Protoplasma. 1995. V. 184. P. 86-103.

145. Sheen J. Ca2+-dependent protein kinases and stress signal transduction in plants. // Science. 1996. Dec 13. V. 274. № 5294. P. 1900-1902.

146. Simon R.H., Scoggin C.H., Patterson D. Hydrogen peroxide causes the fatal injury to human fibroblasts exposed to oxygen radicals. // J. Biol. Chem. 1981. V. 256. P. 71817186.

147. Simontacchi M., Puntarulo S. Oxigen radical generation by isolated microsomes from soybean seedlings. //Plant Physiol. 1992. V. 100. P. 1263-1268.

148. Stadtman E.R. Oxidation of proteins by mixed-function oxidation systems: implication in protein turnover, aging and neutrophil function. // Trends Biochem. Sei. 1986. V. 11. P. 11-12.

149. Stöhr C. Plasma membrane-bound nitrate reductase in algae and higher plants. // Plasma membrane redox systems and their role in biological stress and disease. Edited by Asard N., Berczi A., Gaubergs R.J. Kluwer Academic Publishers. 1998. P. 103-120.

150. Stöhr C., Tischner R., Ward M.R. Characterization of the plasma-membrane-bound nitrate reductase in Chlorella saccharophila (Krüger) Nadson. // Planta. 1993. V. 191. P. 79-85.

151. Stubbe J. Radicals in biological analysis. // Biochem. 1988. V. 27. № 1. P. 38933899.

152. Suzuki A., Gadal P., Oaks A. Intracellular distribution of enzymes associated with nitrogen assimilation in roots. // Planta. 1981. V. 151. P. 457-461.

153. Trost P., Bonora P., Scagliarini S., Pupillo P. Purification and properties of NAD(P)H-(quinone-acceptor) oxidoreductase of sugarbeet cells. // Eur. J. biochem. 1995 V. 234. P. 452-458.

154. Turrens J.F., Freeman B.A., Crapo J.D. Hyperoxia increases H202 release by lung mitochondria and microsomes. // Arch. Biochem. Biophys. 1982. V. 217. P. 411-421.

155. Van Gestelen P., Asard H., Caubergs R.J. Solubilization and separation of a plant plasma membrane NAD(P)H-02 synthase from other NAD(P)H oxidoreductases. // Plant Physiol. 1997. V. 115. P. 543-550.

156. Vianello A., Macri F. Generation of superoxide anion and hydrogen peroxide at surface of plant cells. // J. Bioenerg. Biomemb. 1991. V. 23. P. 409-423.

157. Wadso I. Design and testing of a microraection calorimeter // Acta chemica Scandinavica. 1968. V. 22. № 3. P. 927.

158. Wadso I. Experimental approach and desired accuracy in biochemical thermachemistry // Biochemical Microcalorimetry. Brown H.D. (Ed). Acad. Press. N.-Y. L. 1969. P.83.

159. Winston G.W., Cederbaum A.I. Oxyradical production by purified components of the liver microsomal mixed-function oxidase system I: Oxidation of hydroxyl radical scavenging agents. //J. Biol Chem 1983. V. 258. P. 1508-1513.

160. Wojtaszek P. Oxidative burst: an early plant response to pathogen infection. // Biochem. J. 1997. V. 322. P. 681-692.

161. Wosilait W., Nason A. Piridine nucleotide-quinone reductase. I. Purification and properties of the enzime from pea seeds. // J. Biol. Chem. 1954. V. 206. P. 255-270.

162. Yang Y., Shah J., Klessig D.F. Signal perception and transduction in plant defence responses. // Gene & Development. 1997. V. 11. P. 1621-1639.