Книга охватывает широкий круг вопросов, связанных с биосинтезом и деградацией хлорофилла и гема, описанием участвующих в этих процессах ферментов, их кристаллической структуры, механизмов катализируемых ими реакций, субклеточной локализации, структурной организации и регуляции активности. Особое внимание уделено ключевым реакциям - образованию 5-аминолевулиновой кислоты (АЛК) и включению атома магния в молекулу протопорфирина IX, а также участию продуктов биосинтеза хлорофилла в коммуникации между пластидой и ядром. На основании собственных экспериментальных данных представлена концепция о независимом функционировании систем синтеза хлорофилла и гема в хлоропласте. Большое внимание уделено практическим аспектам - использованию систем биосинтеза тетрапирролов в качестве мишеней для фотодинамических гербицидов, АЛК как стимулятора роста и развития растений и агента, формирующего устойчивость растений к абиотическим факторам внешней среды, а также созданию мутантов и трансгенных растений с модифицированной системой биосинтеза хлорофилла, представляющих собой значительный потенциал для сельского хозяйства.Адресуется ученым, занимающимся проблемами биосинтеза хлорофилла, фотосинтетикам, биохимикам, биофизикам, генетикам, молекулярным биологам и студентам соответствующих специальностей.

  Литрес - 487 руб.

Принятые сокращения......6Предисловие......8Введение......12Глава 1. Реакции биосинтеза хлорофилла и гема......191.1. Два пути биосинтеза 5-аминолевулиновой кислоты......191.1.1. С-4 пу ть......191.1.2. С-5 пу ть......221.2. 5-Аминолевулинатдегидратаза 321.3. ПорфобилиногендеаминазаиуропорфириногенШ-синтетаза......351.4. Уропорфириноген Ш-декарбоксилаза......381.5. Копропорфириноген Ш-оксидаза......411.6. Протопорфириноген IX-оксидаза......441.7. Реакции, специфичные для геминовой ветви метаболизма растительных тетрапирролов......471.7.1. Fe-хелатаза......471.7.2. Гем-оксигеназа......521.8. Реакции, специфичные для системы биосинтеза хлорофилла......551.8.1. Mg-Протопорфирин IX-хелатаза......551.8.2. 8-Аденозил-Ь-метионин: Mg-протопорфирин IX-метил-трансфераза......611.8.3. Образование изоциклического кольца. Циклаза монометилового эфира Mg-протопорфирина IX......641.8.4. 8-Винилредуктаза......681.8.5. НАДФН: протохлорофиллидоксидоредуктаза......711.8.6. Биосинтез хлорофилла а. Хлорофилл-синтетазаи геранил-геранилредуктаза......771.8.7. Биосинтез хлорофилла Ь. Хлорофиллид а-оксигеназа......801.8.8. Хлорофилловый цикл и система деградации хлорофилла......87Глава 2. Внутриклеточная локализация и структурная организация систем биосинтеза хлорофилла и гема......952.1.Внутриклеточнаялокализация......952.2. Структурная организация......99Глава 3. Регуляция биосинтеза тетрапирролов......1083.1. Регуляциябиосинтеза5-аминолевулиновойкислоты......1123.1.1. Фотоконтроль биосинтеза 5-аминолевулиновой кислоты......1243.1.2. Роль гема в регуляции биосинтеза 5-аминолевулиновой кислоты......1323.1.3. Влияние габакулина на синтез 5-аминолевулиновой кислоты в проростках ячменя......1403.2. Механизмы регуляции биосинтеза тетрапирролов на стадии образования магнийсодержащих интермедиатов в листьях высших растений......1443.2.1. Регуляция экспрессии и активности Mg-протопорфирин ГХ-хелатазы......1443.2.2. Регуляция экспрессии и активности 8-аденозил-Ь-метионин: Mg-протопорфирин ГХ-метилтрансферазы......1593.3. Сопряженность скорости образования 5-аминолевулиновой кислоты, активности ферментов синтеза Mg-содержащих пор-фиринов и накопления белков светособирающих комплексов фотосистемы 1 и2......165Глава 4. Роль пластидной сигнализации в регуляции экспрессии ядерных генов......1694.1. Роль редокс-состояния хлоропластов в пластидно-ядерной сигнализации......1714.1.1. Роль редокс-состояния компонентов ФЭТЦ в экспрессии ядерных генов......1724.1.2. Роль активных форм кислорода в пластидно-ядерной сигнализации......1744.2. Роль тетрапирролов в пластидно-ядерной сигнализации......1764.2.1. Активность и содержание Mg-протопорфирин IX-хелатазы и 8-аденозил-Ь-метионин: Mg-протопорфирин IX-метил-трансферазы в листьях растений, обработанных экзогенной 5-аминолевулиновой кислотой и/или 2,2'-дипиридилом......1874.2.2. Содержание белка Lhcbl в зеленых листьях ячменя, обработанных экзогенной 5-аминолевулиновой кислотой......1894.3. Наличие активной системы синтеза белков в пластидах -необходимое условие для экспрессии ядерных генов......1924.3.1 Влияние стрептомицина на ультраструктуру пластид и активность ключевых реакций биосинтеза тетрапирролов......1944.3.2. Контроль биосинтеза тетрапирролов в мутанте ячменя линии albostrians......1994.4. Альтернативные пластидные сигналы......2084.5. Метаболическая сигнализация......2104.5.1. Роль 5-аминолевулиновой кислоты в регуляции экспрессии генов ферментов биосинтеза тетрапирролов......2124.6. Функционирование пластидных сигналов......220Глава 5. Контроль цитокининами реакций биосинтеза хлорофилла, гема и биогенеза фотосинтетического аппарата......2245.1. Современные представления о механизмах действия цитоки-нинов......2245.1.1. Реакции метаболизма цитокининов......2265.1.2. Сигнальнаясистема цитокининов......2295.1.3. Взаимодействие сигнальной системы цитокининов с другими сигнальными системами......2365.2. Регуляция цитокининами биогенезахлоропластов......2435.3. Регуляциябиосинтезахлорофилла цитокининами......2455.3.1. Контроль активности ключевых ферментов биосинтеза хлорофилла кинетином......2475.3.2. Влияние кинетина на интенсивность фотосинтеза......2545.4. Регуляция биосинтеза гема цитокининами......259Глава 6. Регуляция биосинтеза тетрапирролов и пластидная сигнализация: итоги и основные направления будущих исследований......264Глава 7. Практическое применение порфиринов в сельском хозяйстве......2697.1. Фотодинамическиететрапирролзависимыегербициды......2747.1.1. Влияние тетрапирролзависимых фотодинамических гербицидов на высшие растения......2747.1.2. Влияние тетрапирролзависимых фотодинамических гербицидов на водоросли......2857.2. 5-аминолевулиновая кислота - регулятор роста растений......2957.3. Формирование устойчивости растений к абиотическим факторам внешней среды с помощью 5-аминолевулиновой кислоты......3047.4. Создание мутантов и трансгенных растений с модифицированной системой биосинтеза хлорофилла: перспективы......315Заключение......325Литература......330