Антифунгальный потенциал белков некоторых сельскохозяйственных растений

Приведены результаты исследований на наличие в семенах бобовых и злаковых культур белковых ингибиторов, активных против протеиназ животного происхождения (трипсина) и экзогенных пептидаз фитопатогенных микроорганизмов. Показано, что секретируемые протеолитические ферменты исследуемых фитопатогенов представлены главным образом цистеиновыми протеиназами, в меньшей степени – сериновыми и аспартатными. Установлено, что тесная положительная корреляция устойчивости растений к патогенам наблюдается не с хорошо известными и широко распространенными ингибиторами трипсина, а с ингибиторами, активность которых направлена против экзогенных пептидаз, секретируемых грибными патогенами родов Fusarium, Colletotrichum и Helminthosporium. Результаты, полученные в ходе выполнения работы, могут быть использованы в селекционно-генетических исследованиях по созданию сортов и видов сельскохозяйственных культур с повышенной устойчивостью к патогенной микрофлоре и насекомым-вредителям, а также для создания препаратов защитного действия.

1. Proteases from phytopathogenic fungi and their importance in phytopathogenicity / M. Chandrasekaran [et al.] // J. Gen. Plant Pathol. – 2016. – Vol. 82, N 5. – P. 233–239. https://doi.org/10.1007/s10327-016-0672-9

2. Павлюкова, Е. Б. Внеклеточные протеолитические ферменты мицелиальных грибов (обзор) / Е. Б. Павлюкова, М. А. Белозерский, Я. Е. Дунаевский // Биохимия. – 1998. – Вып. 8. – С. 1039–1089.

3. Extracellular peptidases as possible markers of fungal ecology / T. A. Semenova [et al.] // Appl. Soil Ecol. – 2017. – Vol. 113. – P. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.01.002

4. Proteinases and exopeptidases from the phytopathogenic fungus Ustilago maydis / Y. Mercado-Flores [et al.] // Mycologia. – 2003. – Vol. 95, N 2. – P. 327–339. https://doi.org/10.2307/3762044

5. Specificity of peptidases secreted by filamentous fungi / Y. A. Neto [et al.] // Bioengineered. – 2018. – Vol. 9, N 1. – P. 30–37. https://doi.org/10.1080/21655979.2017.1373531

6. Ward, O. P. Production of recombinant proteins by filamentous fungi / O. P. Ward // Biotechnol. Edv. – 2012. – Vol. 30, N 5. – P. 1119–1139. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2011.09.012

7. Mosolov V. V. The role of proteolytic enzymes and their inhibitors in plant protection (review) / V. V. Mosolov, L. I. Grigor’eva, T. A. Valueva // Прикл. биохимия и микробиол. – 2001. – Т. 37, № 2. – С. 131–140.

8. Активность ингибиторов протеаз и устойчивость пшеницы к возбудителю твердой головне / А. М. Ямалеев [и др.] // Сельскохоз. биология. – 1980. – Т. 15, № 1. – С. 143–144.

9. Взаимосвязь между уровнем ингибиторов протеиназ и устойчивостью озимой пшеницы к фузариозу / А. Г. Волчевская [и др.]. // Физиол. и биохимия культур. растений. – 1991. – Т. 23, № 4. – С. 365–370.

10. Мосолов, В. В. Ингибиторы протеиназ из растений как полифункциональные белки (обзор) / В. В. Мосолов, Л. И. Григорьева, Т. А. Валуева // Прикл. биохимия и микробиол. – 2001. – Т. 37, № 6. – С. 643–650.

11. Anson, M. Z. The estimation of pepsin, trypsin, papain and catepsin with hemoglobin / M. Z. Anson // J. Gen. Physiol. – 1938. – Vol. 22, N 1. – P. 79–89. https://doi.org/10.1085/jgp.22.1.79

12. Erlanger, F. The preparation and properties of two new chromogenic substrates of trypsin / F. Erlanger, N. Kokowsky, W. Cohen // Arch. Biochem. Biophys. – 1961. – Vol. 95, N 2. – P. 271–278. https://doi.org/10.1016/0003-9861(61)90145-x

13. Гофман, Ю. Я. Определение активности ингибиторов трипсина в семенах гороха / Ю. Я. Гофман, И. М. Вайсблай // Прикл. биохимия и микробиология. – 1975. – Т. 11, вып. 5. – С. 777–787.

14. Bradford, M. M. A rapid and sensitive method for quantitation of microgramm quantities of protein utilizing the principle of protein dye binding / M. M. Bradford // Anal. Biochem. – 1976. – Vol. 72, N 1–2. – P. 248–254. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3

15. Ибрагимов, Р. И. Подавление активности внеклеточных протеиназ патогенного гриба Fusarium sp. ингибиторами из семян и вегетативных органов растений / Р. И. Ибрагимов // Докл. РАСХН. – 1997. – № 2. – С. 15–17.

16. Яруллина, Л. Г. Гидролитические ферменты и их белковые ингибиторы в регуляции взаимоотношений растений с патогенами / Л. Г. Яруллина, А. Р. Ахатова, Р. И. Касимова // Физиол. растений. – 2016. – Т. 63, № 2. – С. 205–217.