ЭЛЕКТРОГЕННЫЙ К(+)/Н(+) ОБМЕН В ВЕЗИКУЛАХ ПЛАЗМАТИЧЕСКИХ МЕМБРАН РАСТЕНИЙ

Калинин В. А., Орлова О. В., Опритов В. А.
Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского, 603600, Нижний Новгород
Известно, что в плазматических мембранах (ПМ) клеток микроорганизмов функционирует электрогенный К++-насос. Показано, что в ПМ клеток растений АТФ-зависимая генерация ДрН также связана с К++-обменом. Однако до настоящего времени остается невыясненным характер этого обмена у последних, т.е., его способность к формированию электрического потенциала (ДШ). Одним из подходов в выяснении этого вопроса может быть использование ионофоров валиномицина (Вал) и С1-ССР, способных моделировать функционирование систем, локализованных в биомембранах, обменивающих К+ на Н+. В работе на фракции инвертированных везикул ПМ из клеток стебля тыквы исследована способность генерировать ДШ при совместном использовании Вал и С1-ССР. Вал (2 мкМ) вносили в среду с различным содержанием K2SO4 (12,5 мМ, 25 мМ и 150 мМ), что при наличии в везикулах 5 мМ K2SO4 позволяло получить Нернстовские расчетные потенциалы 23, 41 и 87 мВ, соответственно. Концентрация С1-ССР в среде составляла 5 мкМ. О возникновении ДШ судили по изменению флуоресценции (Iфл) зонда dis-C3-(5) при лвозб=590 нм, лфл= 670 нм. Показано, что добавка Вал в среду без С1-ССР приводит к возрастанию флуоресценции в ряду значений ДШ 23, 41 и 87 мВ, отражающем формирование потенциала на мембране со знаком "+" в везикулах. В среде с С1-ССР внесение Вал вызывает, наоборот, резкое снижение Iфл, свидетельствующее о генерации ДШ противоположного знака. Амплитуда изменения Iфл для минусовых значений потенциала в указанном диапазоне концентраций K2SO4 в 1,5-2 раза превышала таковую для плюсовых ДШ. При равенстве концентраций К+ в среде и в везикулах, т.е. при ДШ =0, Вал и С1-ССР, добавляемые совместно или отдельно, не изменяли Iфл. Реверсия ДШ в присутствии протонофора С1-ССР указывает на существование выходящего потока Н+ из везикул, превалирующего над входом К+, т. е. наличие электрогенного К++ обмена через ПМ. Фактором сопряжения электрогенного К++-обмена в присутствии обоих ионофоров, очевидно, выступает электрическое поле на мембране. Асимметрия сопряженных потоков Н+ и К+, по-видимому. определяется особенностями образования и функционирования ионпереносящего комплекса валиномицин-Cl-CCP в ПМ клеток растений.