НЕЙРОТРАНСМИТТЕРЫ В РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТКАХ
Рощина В. В.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино
Нейротрансмиттеры ацетилхолин
и биогенные амины, а также компоненты нейротрансмиттерных систем
(их рецепторы и ферменты метаболизма), синтезируются в растениях
и обладают высокой биологической активностью, выполняя роль хемосигнализаторов,
регуляторов роста и развития, регуляторов проницаемости мембран,
и др. [Рощина, 1991; Roshchina, 1993].
Ацетилхолин и биогенные амины (дофамин, норадреналин, адреналин,
серотонин, гистамин) обнаружены во многих компартментах растительной
клетки-, целлюлозной оболочке, плазмалемме, оболочке и тилакоидах
хлоропластов, ядре, митохондриях и цитоплазме. Они также найдены
в составе секретов и экскретов растений [Roshchina,
1993].
В растительных
клетках обнаружены основные элементы холинэргической и аминоэргической
систем регуляции, включая ферменты синтеза нейротрансмиттеров
(соответствующие синтетазы) и их катаболизма (холинэстеразы, аминооксидазы
и др), а также функциональные аналоги холино- и аминорецепторов.
Показано, что эти системы принимают участие в процессах узнавания
при оплодотворении, инициации роста вегетативных и генеративных
клеток, энергетических реакциях клетки, размножении и др. Впервые
показано, что ацетилхолин и холинэстераза секретируются мужскими
половыми клетками растений (пыльца). Репрессия холинэстеразы на
генном уровне коррелирует с мужской стерильностью или самонесовместимостью
при оплодотворении. Предварительная обработка женского гаметофита
(рыльца пестика) перед опылением антагонистами ацетилхолина и
гистамина (d-тубокурарин, атропин, клемастин) блокирует нормальный
процесс оплодотворения, что указывает на участие аналогов холиновых
и гистаминовых рецепторов в первичных реакциях при взаимодействии
пыльца-пестик. Холинэстераза обнаружена также в секретах, выделяющихся
на поверхности пестика. Торможение ее активности ингибиторами
эзерином и прозерином приводит к нарушению нормального образования
плодов и семян. Помимо участия в размножении растений холинэстераза
может выполнять и другие функции. Холинэстеразная активность обнаружена
и в секрете железок насекомоядных растений, где этот фермент,по-видимому,
играет протеолитическую роль.