Lea-белки

Часть индуцируемых водным дефицитом белков защищает цитоплазматиче­ские биополимеры и формируемые ими клеточные структуры от повреждений, вызываемых дегидратацией (рис. 8.9). К ним относятся Lea (late embryogenesis abundant)-белки, которые сначала были идентифицированы как продукты генов LEA, экспрессирующихся в семенах в фазе их созревания и высушивания. Позже некоторые Lea-белки были обнаружены в вегетативных тканях растений в пе­риод потери ими воды при водном, солевом и низкотемпературном стрессах.

Lea-белки в подавляющем большинстве гидрофильны, что согласуется с их цитоплазматической локализацией. Многие из них обогащены аланином и гли­цином и лишены цистеина и триптофана. Lea-белки в соответствии с их ами­нокислотными последовательностями и структурой объединяют в пять групп (1 — 5). Существуют предположения о специфических функциях белков каждой группы. Lea-белки группы 1 характеризуются высоким содержанием заряжен­ных аминокислот и глицина, что позволяет им эффективно связывать воду. Наличие Lea-белков этой группы в цитоплазме придает ей высокую водоудерживающую способность.

Рис. 8.9. Протекторные функции белков, индуцируемых водным дефицитом

(Е.Вгау, 1993).

Образующиеся белки поддерживают метаболизм и физиологические процессы в период потери клеткой воды и последующего восстановления оводненности в ходе осморегуляторного процесса

Предполагается, что Lea-белки группы 2 выполняют функции шаперонов. Образуя комплексы с другими белками, они предохраняют последние от по­вреждений в условиях дегидратации клетки. Некоторые Lea-белки (группы 3 и 5) участвуют в связывании ионов, которые концентрируются в цитоплазме при потере клетками воды. Наличие гидрофобной области у этих белков при­водит к формированию гомодимера с гидрофобными последовательностями, обращенными друг к другу, тогда как заряженные области на наружных поверх­ностях белка участвуют в связывании ионов. Lea-белки группы 4 могут заме­щать воду в примембранной области и этим поддерживать структуру мембран при дегидратации. Lea белки играют важную роль в устойчивости растений к водному дефициту. На ряде видов растений показана корреляция между выживаемостью при водном дефиците и накоплением в их клетках Lea-белков. На­пример, сверхэкспрессия генов, кодирующих Lea-белки в трансформантах риса (Oryza sativa), коррелировала с высокой устойчивостью растений к водному дефициту.