РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ

Опытами с изолированными митохондриями показано, что все изученные галоидфеноксикислоты разобщают окисление сукци- ната и сопряженное с ним фосфорплирование. При этом незамещенная феноксиуксусная кислота даже в высоких концентрациях (10-2 М) оказалась весьма слабым разобщителем; по мере увеличения числа заместителей-галоидов в ядре феноксиуксусные кислоты становились все более сильными разобщителями (табл.

В экспериментах использовались высокоактивные гербициды —

4. Д              и 2, 4, 5-Т, а также их диортозамещенные аналоги, не обладающие гербицидной активностью, — 2,6-Д и 2,4.6-Т [22]. 2,6-Д была несколько менее токсичной для окислительного фосфорилирования, чем 2,4-Д, тогда как 2,4,5-Т и 2,4,6-Т почти не различались между собой. Можно предположить, что разница между

4. Д              и 2,6-Д обусловлена несколько большей гидрофильностыо последнего соединения [23]; 2,4,5-Т и 2,4,0-Т могли быть равно эффективными разобщителями вследствие их практически одинаковой растворимости [23]. Таким образом, в опытах с изолированными митохондриями отсутствовала зависимость между гербицидной активностью веществ и их способностью разобщать окислительное фосфорплирование.

Влияние некоторых хлорфеноксикислот на окислительное фосфорилированпе митохондрий из этиолированных гипокотилей сои*

* Определено в мкп томах на 1 мг общего азота за 1 час и исправлено с учетом окисления и фосфорилирования в отсутствие экзогенного субстрата.

** Убыли неорганического фосфата иг* было; происходил гидролиз фосфорных эфиров.

Возможна различная интерпретация полученных данных. Прежде всего напрашивается вывод, что гербицидное действие галопдфеноксикпслот осуществляется иными путями, чем разобщение окислительного фосфорилирования. Но с другой стороны, нельзя было не предположить, что в растениях in vivo не обладающие гербицидной активностью 2,6-Д и 2,4,6-Т по каким-то причинам не способны достигать митохондрий, осуществляющих окислительное фосфортілпрование.

Для изучения возможности локализации галоидфеноксикислот в субклеточных структурах был поставлен опыт, в котором молодые растения фасоли погружали на 48 час. срезанными стебельками в растворы 2,4-Д и 2.G-Д. После этого из гомогепатов выделяли фракцию структур, осаждающихся в интервале от 5U0 до К! ООО g, куда входили главным образом митохондрии и хлоропласти. Осадок суспендировали в буфере и дважды переоса-

Влияние некоторых хлорфенокеикиелот на окислительное фос- форилированне митохондрий из этиолированных гипокотилей сои (подавление, % к контролю *)

Таблица 2 (продолжение)

* Составлено но данным табл. 1.

ждали. Как показывают результаты опыта, содержание 2.4-Д в растениях фасоли составляло (в мкг на 100 растений) 58, а 2,6-Д — 108. Во фракции структур 2,6-Д, несмотря на чрезвычайно интенсивное поступление в растения, отсутствовала, а 2,4-Д содержалась в структурах в количестве 583 (в мкг на 100 мг азота).

Тем не менее отсутствие 2,6-Д во фракции субклеточных структур можно было бы объяснить лучшей по сравнению с 2.4-Д растворимостью в воде, в результате чего вещество полнее удалялось при промывании осадка. Поэтому бьгл поставлен совершенно аналогичный опыт, в котором сравнивали поведение 2,4,5-Т и 2,4,6-Т, имеющих примерно одинаковую растворимость в воде [23]. Оказалось, что 2,4,6-Т гораздо активнее, чем 2,4.5-Т, проникала в растения фасоли (соответственно 307,4 и 134,6 мкг на 100 растении), тогда как во фракции структур 2,4,6-Т отсутствовала. а 2.15-Т составляла 122,0 мкг на ]Ь() мг азота.

заметить, что 2.4-Д и 2.4.5-Т сильно угнетали растения, а 2.Н-Д и 2,4,6-Т не вызывали заметных повреждений.

Полученные результаты дали основание предполагать, что не обладающие j ербицндной активностью 2.(5- Д и 2.4.0 Т в рас.те ниях in vivo не достигают субклеточных структур, поэтому не' могут влиять на протекающие в них процессы, хотя при непосредственном контакте с изолированными митохондриями они оказываются столь же токсичными, как и эффективные гербициды

4. Д п 2,4.5-Т. Последние же способны, вероятно, контактировать с субклеточными структурами в растениях in vivo так же, как это имеет место в опытах in vitro с изолированными митохондриями.

Необходимо было выяснить, каким образом обработка растений гербицидами отражается на окислительном фосфорилирова- нии выделенных из них митохондрий. Но прежде чем провести такие опыты, следовало установить, что процесс выделения и отмывания митохондрий не маскирует разобщения окислительного фосфорилирования, если оно имело место под влиянием галоидфеноксикислот.

Митохондрии, выделенные из этиолированных гипокотилей сои, вначале инкубировали 10 мин. в обычной реакционной смеси (без гекеокиназы), куда добавляли 2,4,5-Т или 2,4,6-Т в концентрации 10_3 М, которая почти полностью подавляла фосфори- лирование (см. табл. 1 и 2). При этой инкубации регистрировали поглощение кислорода за 10 мин. Затем отбирали из каждого сосудика 3 мл и дважды промывали митохондрии центрифугированием в буфере при 16 ООО g. После этого в обычной инкубационной смеси изучали окислительное фосфорилировапне. Выяснено, что отмывание митохондрий от токсиканта приводит к практически полному восстановлению сукциндегидрогеназной активности, но процессы фосфорилирования остаются подавленными (табл. 3).

Таблица 3

Степень восстановления окнсленпя и сопряженного фосфорилирования митохондрий после отмывания их от галоидфеноксикислот (в мкатомах на 1 мг общего азота за 1 час)

То обстоятельство, что нарушенные галопдфенокснкислотами процессы фосфорплирования полностью не восстанавливаются при выделении и промывании структур, дало основания для изучения окислительного фосфорилированпя митохондрий, выделенных 11.1 обработанных гербицидом растений.

Десятидневные растения гороха обрабатывали 2,4-Д или

6. Д. растворенными в 20%-ном этаноле, с таким расчетом, чтобы на каждое растение попало приблизительно 25 мкг вещества. Через различные промежутки времени из обработанных и контрольных растений выделяли митохондрии и определяли интенсивность окисления сукцииата и сопряженного фосфорилпрова- ния. Результаты опыта приведены в табл. 4.

Таблица 4

Окислительное фосфорилироваиие митохондрий, выделенных из зеленых растений гороха, обработанных 2,4-Д или 2,6-Д

Митохондрии, выделенные из обработанных 2,4-Д растений, отличались от контрольных повышенной сукциндегпдрогеназпои активностью тем более значительно, чем длительнее был промежуток времени между опрыскиванием и выделением структур. Фос- форилирование митохондрий через один и четыре дня после обработки растений гербицидом было меиее интенсивным, чем в контроле. Через шесть дней митохондрии обработанных растений зте-

рифицировали больше неорганического фосфата (в расчете на

1. мг азота структур), чем митохондрии контрольных растений. Тем не менее при всех сроках анализа у митохондрий из обработанных растений степень сопряженности фосфорилирования с. окислением сукцината составляла примерно */з от уровня, достигаемого митохондриями контрольных растений. Следовательно, во всех случаях разобщение окислительного фосфорилирования митохондрий из гороха, обработанного 2,4-Д, было вполне очевидным.

6. Д не вносила заметных изменений в интенсивность окисления сукцината и сопряженного фосфорилирования, поэтому величина Р/О для митохондрий, обработанных этим веществом, мало отличалась от контроля (см. табл. 4).