Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

В экстракте проростков гороха Pisum sativum l, был обнаружен ингибитор роста дрожжей saccharomyces cerevisiae, действие которого подавлялось добавлением к питательной среде витаминов пантотеновой кислоты и биотина. Вещество в экстракте было названо антивитамином по отношению к пантотеновой кислоте (ПК) и биотину (б), которое теряло биологическую активность при хранении [11]. Нами позже [4] был изолирован очищенный препарат ингибитора в сухом виде, сохраняющего биологическую активность неограниченное время. Этому веществу было дано условное название - пизамин [5], по химической природе, он был идентифицирован как фитоолигосахарид, состоящий из остатков моносахаридов: арабинозы (3,3%), рибозы (7,8%), ксилозы (11,3), маннозы (2,8%), галактозы (10,7%, глюкозы (36,4) и галактуроной кислоты (27,6%) [8].

В настоящее время биологически активные фитоолигосаха-риды известны как новые регуляторы роста с сигнальными функциями [10,14]. Пизамин является природным биологически активным олигоса-харидом, антивитаминное действие для которых нами установлено впервые, после идентификации пизамина [8]. Ранее было показано, что пизамин специфично подавляет рост дрожжей в основном, нуждающихся в экзогенной ПК[7 ].

В настоящей работе изучены специфичность и характер взаимодействия пизамина с ПК и б в тестовой культуре дрожжей Saccharomyces cerevisia и эндогенных пизамина и ПК в проростках гороха. Дрожжи выращивали на синтетической питательной среде (6), проростки гороха Pisum sativuv l. на свету во влажных опилках.

Таблица 1. Характер инактивации пизамина пантотеновой кислотой и биотином в культуре дрожжей s. cerevisiae

*- на фоне б 0,1 ммкг/мл  **- на фоне ПК 0,05 мкг/мл

Как видим (табл.1) на среде без ПК в присутствии субоптимальной концентрации б, действие пизамина не проявлялось, тогда как на среде без б, в присутствии субоптимальной концентрации ПК, рост дрожжей снижался по мере повышения концентрации пизамина.

Таким образом, тормозящее действие пизамина проявляется только в присутствии ПК, т.е. подавляется стимулирующее действие ПК. Повышение концентрации в среде как ПК, так и б, соответственно снижало активность пизамина, усиливало рост дрожжей, но ПК была значительно эффективнее в его инактивации. По нашему мнению одно и то же вещество не может быть антивитамином двух разных витаминов. Это позволяет сделать вывод, что пизамин является антивитаминным фактором только ПК, а его связь с б опосредована через повышение стимулирующей активности биотином роста дрожжей в присутствии ПК. биотин, как известно, тесно связан во многих ключевых биохимических реакциях с ПК. биотин, соединяясь с КоА, участвует непосредственно в реакциях карбоксилирования ацетил-КоА и превращении его в малонил-КоА при синтезе жирных кислот (3), а также соединения б с КоА участвуют в образовании синтетаз АМФ, АДФ (12). Поэтому чувствительность пизамина к б наблюдается только в присутствии ПК. Подтверждением этому служат результаты изучения характера взаимодействия пизамина с сочетаниями разных концентраций ПК и б в присутствии аспарагина. (табл. 2). Нами было установлено специфичное усиление аcпарагином антагонизма между пизамином и ПK [9]. Ни одна из концентраций б без ПК, ни на среде с аспарагином, ни при его исключении, не снижала ингибирующего действия пизамина, и, практически, не стимулировала рост дрожжей без антивитамина, т.е. б не проявляет активности без ПК. Тогда как добавление в среду различных концентраций ПК без б с аспарагином резко стимулировало рост дрожжей и снижало подавляющую активность антивитамина, инактивация которого возрастала с повышением концентрации ПК.

Таблица 2. Влияние пантотеновой кислоты и биотина на антивитаминную активность замина в пи-культуре дрожжей s. cerevisiae

На среде без аспарагина стимулирующий эффект ПК значительно ниже, но инактивация пизамина более эффективна, что особенно заметно при концентрации ПК 0,5 мкг/мл.

В этом опыте надо отметить два важных феномена: с одной стороны, аспарагин резко повышает стимулирующий эффект ПК на рост дрожжей; с другой, его присутствие в среде резко повышает ингибирующее действие пизамина. То есть, аспарагин усиливает антагонизм между ПК и её антивитамином. Этот феномен особенно четко проявляется при оптимальной концентрации (0,5 мкг/мл) ПК, при которой действие биотина практически не проявляется ни в  одной из концентраций и рост дрожжей определяется только ПК. Интересен факт, что б при субоптимальном содержании ПК (0,05 мкг/мл) в обеих концентрациях, как с аспарагином, так и без него, даже снижал рост дрожжей, как бы снижая эффективность в стимулировании роста дрожжей низкими концентрациями ПК (0,05 мкг/мл). Те же дозы биотина в присутствии 0,5 мкг/ мл ПК способствуют резкой стимуляции роста дрожжей, особенно на среде с аспарагином, за счет повышения эффективности ПК, но совершено не влияют на активность антивитамина, которая зависела только от концентрации ПК, содержания аспарагина и антивитамина.

Таким образом, пизамин оказывает специфичное антивитаминное действие только в отношении пантотеновой кислоты и проявляет ингибирующее действие на рост дрожжей только в её присутствии, усиливаемое аспарагином.

Действие пизамина, как антивитаминного фактора, четко коррелирует и с его содержанием в междоузлиях проростков гороха, и содержанием в них активной формой пантотеновой кислоты.

Таблица 3. Влияние содержания эндогенного пизамина на дифференцированный рост междоузлий, и содержание в них различных форм пантотеновой кислоты, в проростках гороха

Это четко видно из данных таблицы 3, где эпикотиль и 2-е междоузлие имеют наименьшую длину и наиболее высокое содержание пизамина. В этих междоузлиях содержится больше свободной, биологически не активной формы ПК, тогда как в интенсивно растущих, 3-м и последующих, где меньше пизамина, более высокое содержание связанной биологически активной ПК. В то же время общее содержание витамина совершенно одинаково во всех междоузлиях.

Таблица 4. Равноценность эквимолярных концентраций ПК и β-аланина в стимулировании роста дрожжей s. cerevisiae и инактиваци пизамина

Особенно четко специфичность антивитаминного действия пизамина к ПК показана при замене ПК β-аланином. β-аланин является предшественником в биосинтезе и составной частью витамина[1]. Дрожжи s. сerevisiae способны синтезировать ПК в присутствии β-аланина [12], так как способны к синтезу пантоевой кислоты, второго компонента ПК. Этот вывод подтверждается совершенно одинаковой эффективностью эквимолярных концентраций ПК и β-аланина как в стимулировании роста дрожжей s. cerevisiae, так и в инактивации антивитаминного действия пизамина (табл.4). Из этого следует, что антивитаминное действие пизамина не связано с подавлением синтеза ПК. Его действие обусловлено влиянием на процессы с участием уже готовой молекулы витамина, а так как биологические функции ПК проявляются только в связанной форме в составе кофермента ацетилирования (КоА) [2], то антивитаминное действие пизамина обусловлено, как было нами показано ранее [8], с подавлением ацетилирующей активости КоА.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Мейсель М.Н., Помощникова Н.А., Трофимова Н.П.// Биохимия.-1949. т.14. - № 4. - С. 361.
2. Мойсеенок А.Г. Пантотеновая кислота (биохимия и применение витамина)/ Под редакцией Ю.М. Островского.- Минск. Наука и техника, 1980.- 269 с.
3. Мойсеенок А.Г.Производные пантотеновой кислоты: Разработка новых витамиинных и фармакотерапевтических средств./ Под ред. В.И. Гунара, П.И. Лукиенко. - Минск.- «Наука и техника». - 1989. - 216 с.
4. Смашевский Н.Д. //.Ученые записки биологические и химические науки) т. ХI.Хабаровск. - 1964. - С.79.
5. Смашевский Н.Д.//Вопросы ботаники и физиологии растений. Хабаровский гос. пединститут. 1965.- С.3
6. Смашевский Н.Д. //Прикл. биохим. и микробиология.-1967.- №3.- 1.- С.55
7. Смашевский Н.Д. // Биологические науки. - 1970. - №12. - С.87
8. Смашевский Н.Д.// Материалы Ix международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» 10-11 октября 2006. Издательский дом «Астраханский университет» 2006. С.213.
9. Смашевский Н.Н. // Материалы международного симпозиума «Нетрадиционное растениеводство. Селекция. Охрана природы, Эниология. Экология и здоровье. 13-21 сентября 2008 года г. Алушта. С.531.
10. Усов А.И. // Успехи химии. - 1993. - Т.62.- С.1119.
11. Филиппов В.В. // Биохимия. - 1958, - т. 23, вып. 3. - С. 461
12. Nielsen N., Hartelius V., Jhansen G. // Copt. rend. trav. Lab. Carsberg. сer.physiol. - 1944. - V. 24. №1/6. ─ С.39.
13. Waite M., Wakil s. // J. Biol. Chem. - 1963.- v.238. - №1. P. 77
14. York W.S. darwill, P.A. Albersheim. // Plant Physiol.- 1984.- v.75.- P. 295