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+/Н+-насос. Показано, что в ПМ клеток растений
АТФ-зависимая генерация ДрН
также связана с К+/Н+-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+/Н+ обмена через ПМ. Фактором сопряжения
электрогенного К+,Н+-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.