Окислительный гомеостаз прорастающих семян пшеницы в зависимости от продолжительности ультразвукового воздействия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Окислительный гомеостаз прорастающих семян пшеницы в зависимости от продолжительности ультразвукового воздействия

С.С. Тарасов, А.П. Веселов

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия

Аннотация

Актуальность и цели. Ультразвук активно используется для воздействия на живые организмы, однако его физиологическое действие остается не до конца исследованным. В связи со способностью ультразвуковой волны генерировать в водной среде активные формы кислорода особое внимание, с нашей точки зрения, стоит уделить окислительному гомеостазу и первичному протеолизу запасного питательного вещества у прорастающих семян. В качестве основного показателя стоит выделить окислительную модификацию белков (ОМБ), так как именно они являются основными ловушками биорадикалов, но при этом их оборот в растительных тканях остается не исследованным. Целью работы явилось изучить влияние разного времени ультразвукового воздействия на уровень ОМБ, перекисного окисления липидов (ПОЛ), активности цистеиновой протеиназы и экспрессии ее гена (СР) в прорастающих семенах пшеницы. Материалы и методы. В качестве объекта исследования использовали семена пшеницы (Triticum aestivum L.), сорта «Экада - 70» 2018 г. сбора. Семена помещали в водную среду ультразвуковой ванны «УНИТРА - УНИМА» УМ - 4. Обработку проводили в течение 5, 10 и 20 мин, контролем служили семена, замоченные, но не обработанные ультразвуком. По окончании в семенах определяли уровень ПОЛ путем определения концентрации малоновогодиальдегида (МДА), ОМБ регистрации 2,4 - денитрофенилгидразонов (2,4 - ДНФГ), активности цистеиновой протеиназы и экспрессии гена (СР). Результаты. Эксперименты выявили зависимость исследуемых показателей от времени ультразвукового воздействия. Показано увеличение содержания МДА в прорастающих семенах пшеницы после ультразвукового воздействия. Содержание 2,4 - ДНФГ имело волнообразную динамику, статистически значимо не изменялось в прорастающих семенах, подверженных ультразвуковому воздействию в течение 5 мин, увеличивалось в образцах, на которые воздействовали ультразвуком в течение 10 мин, и снижалось в семенах, обработанных ультразвуком в течение 20 мин. Активность исследуемой протеиназы была выше в образцах после пятиминутной ультразвуковой обработки и ниже контрольных значений в семенах после 20 мин действия ультразвуком. Экспрессия гена (СР) была выше в прорастающих семенах, подверженных пяти- и десятиминутной ультразвуковой обработке, с последующим падением ниже контроля. Выводы. Установлено усиление процессов ПОЛ, волнообразная динамика ОМБ и первичная активация протеолиза с последующим ингибированием в прорастающих семенах пшеницы после ультразвукового воздействия, гомеостаз белков более толерантен к действию АФК по сравнению с липидами.

Ключевые слова: окислительная модификация белков, перекисное окисление липидов, цистеиновые протеиназы, семена пшеницы, прорастание семян, ультразвук

Abstract

Oxidative homeostasis of germinating wheat seeds depending on the ultrasonic effect's duration

S.S. Tarasov, A.P. VeseloV

Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, Nizhny Novgorod, Russia Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod, Nizhny Novgorod, Russia

Background. Ultrasound is actively used to influence living organisms, but its physiological effect remains not fully understoodIn connection with the ability of ultrasonic waves to generate reactive oxygen species in an aqueous medium, special attention, from our point of view, should be paid to oxidative homeostasis and primary proteolysis of a reserve nutrient in germinating seeds. As the main indicators, attention should be paid to the proteins' oxidative modification (POM), since they are the main traps of bioradicals, but their turnover in plant tissues remains unexplored. The purpose of the research is to study the effect of different times of ultrasonic exposure on the level of POM, lipid peroxidation (LPO), cysteine proteinase activity and expression of its gene (CP) in germinating wheat seeds. Materials and methods. Wheat seeds (Triticum aestivum L.), “Ekada-70” variety, collected in 2018, were used as the object of the study. The seeds were placed in an aqueous medium of an ultrasonic bath “UNITRA - UNIMA” UM - 4. The treatment was carried out for 5, 10, and 20 minutes; seeds soaked but not sonicated served as a control. At the end, the level of lipid peroxidation was determined in the seeds by the level of malonic dialdehyde (MDA) concentration, OMB registration of 2,4 - denitrophenylhydrazones (2,4 - DNPH), cysteine proteinase activity and gene expression (CP). Results. The experiments revealed the dependence of the studied parameters on the time of ultrasonic exposure. An increase in MDA content in germinating wheat seeds was shown after ultrasonic exposure. The content of 2,4 - DNPH had a wave-like dynamics, did not statistically significantly change in germinating seeds exposed to ultrasound for 5 min, increased in samples that were exposed to ultrasound for 10 min, and decreased in seeds treated with ultrasound for 20 minutes. The activity of the studied proteinase was higher in the samples after 5 minutes of ultrasonic treatment and lower than the control values in the seeds after 20 minutes of sonication. Gene expression (SR) was higher in germinating seeds subjected to 5-10 minutes ultrasonic treatment, followed by a fall below the control. Conclusions. The intensification of LPO processes, the wave-like dynamics of POM and the primary activation of proteolysis with subsequent inhibition in germinating wheat seeds after ultrasound exposure were established; protein homeostasis is more tolerant to the action of ROS compared to lipids.

Keywords: oxidative modification of proteins, lipid peroxidation, cysteine proteinases, seeds of wheat, seed germination, ultrasound

Введение

Применению ультразвука уделяется большое внимание в современной науке и технике [1-3]. Его используют в медицине [4-5], пищевой и химической промышленности [6-11], в сельском хозяйстве [12-14]. Несмотря на активное применение в хозяйственной деятельности, его физиологическое действие на организм остается не до конца исследованным.

Особый интерес ультразвукового воздействия, с нашей точки зрения, лежит в изучении окислительного гомеостаза и первичного протеолиза запасного питательного вещества при прорастании семян. Так, в литературе отсутствует информация о влиянии ультразвука на перекисное окисление липидов (ПОЛ), окислительную модификацию белков (ОМБ), активность и экспрессию генов цистеиновых протеиназ (СР). Однако имеются данные о его воздействии на морфометрические показатели прорастающих семян [15-16], известна также способность ультразвука генерировать в водных растворах активные формы кислорода (АФК) [17], влиять на активность ферментов [18], экспрессию генов [19] и конформацию биомолекул [20]. При этом отмечается как активирующее влияние на ряд вышеуказанных процессов, так и ингибирующее. В связи с тем, что уровень окислительного гомеостаза зависит от степени генерации АФК и действия ряда ферментов [21], исследование содержания продуктов ПОЛ и ОМБ в прорастающих семенах является актуальной задачей современной физиологической науки.

Стоит также отметить, что в научной литературе отсутствует информация по обороту окисленных белков в растительных объектах и их взаимосвязи с уровнем ПОЛ и протеолизом запасного вещества, что также свидетельствует о важности и необходимости исследования данных процессов у растений. окислительный гомеостаз ультразвуковой пшеница

На основании вышеизложенного целью нашей работы явилось изучение влияния разных по времени ультразвукового воздействия на уровень ПОЛ, ОМБ, активности цистеиновой протеиназы и экспрессии ее гена в прорастающих семенах пшеницы.

Материалы и методы исследования

В качестве объекта исследования использовали семена пшеницы (Triti- cum aestivum L.) сорта «Экада - 70». Семена обрабатывали ультразвуком через 24 ч после замачивания. Исследуемые семена помещали в водную среду ультразвуковой ванны «УНИТРА - УНИМА» УМ - 4, мощность - 25 кГц. Обработку проводили в течение 5, 10 и 20 мин, контролем служили одновременно замоченные, но не обработанные ультразвуком семена. По окончании обработки в семенах регистрировали уровень ПОЛ путем определения концентрации МДА, ОМБ путем определения производных 2,4 - ДНФГ, активности кислой (рН - 4,5) цистеиновой протеиназы и экспрессии ее гена (СР). Определение содержания МДА проводили согласно методике, основанной на его способности реагировать с тиобарбитуровой кислотой (ТБК) с образованием окрашенных производных [22]. Продукты ОМБ определяли по методике, основанной на способности окисленных белков взаимодействовать с 2,4 - ДНФГ [23], при этом метод был нами модифицирован применительно к растительным объектам. Растительный материал массой 1 г растирали в форфоровой ступке с 9 мл фосфатного буфера рН 7,2, полученный гомогенат центрифугировали 15 мин при 3000 g, а супернатант использовали для анализа. Активность протеиназ определяли по методике Ансона [24]. Экспрессию гена СР в прорастающих семенах определяли полуколичественно с помощью полимеразной цепной реакции по конечной точке, с последующей визуализацией в агарозном геле [25]. Для этого 0,05 г растительного материала гомогенизировали с использованием набора для выделения тотальной РНК (Extract RNA («Евроген», Россия). Комплементарную ДНК (кДНК) синтезировали, используя набор для обратной транскрипции ОТ-1 с М-MLV обратной транскриптазой и со случайными гексануклеотидными (random) праймерами («Синтол», Россия). В качестве референсного гена использовался ген актина [26]. Подбор праймеров проводили по кодирующим участкам генов актина и СР в программе Primer-BLAST (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ tools/primer-blast) по аннотированным последовательностям AY841792.2 [27] и KC775780.1 [28]. Полученные праймеры представлены в табл. 1.

Таблица 1

Нуклеотидные последовательности праймеров для проведения ПЦР в режиме реального времени

Ген	Последовательность, 5'--3'	Номер аннотированной последовательности в NCBI
СР	F: CTCTCCGTCTTCAAGGCCAA	AY841792.2
	R: TCTTGAGCCCCAGGAAGGTC
Актин	F: CTTCGTTTGGATCTCGCTGG	KC775780.1
	R: GCCAATCGTGATGACCTGAC

Количественную оценку ампликонов проводили путем анализа агарозного геля и выражали в условных единицах (отн. ед.) [29].

Полученные результаты концентраций продуктов окисления белков и липидов, активность фермента и относительное содержание транскриптов иРНК СР обрабатывали статистически, рассчитывали среднее арифметическое (М) и стандартные отклонения (о) с использованием программы Microsoft Excel 2010 [30].

Результаты исследования

Одним из основных продуктов ПОЛ является МДА, данный метаболит был зафиксирован в значительных количествах во всех исследуемых образцах. Наиболее низкое его содержание было отмечено в контрольных прорастающих семенах пшеницы, а в образцах, на которые действовали ультразвуком, отмечалось существенное увеличение содержания МДА (Р < 0,05) (рис. 1,й). Так, у прорастающих семян, подверженных 5-минутному воздействию ультразвуком, его содержание увеличивается вдвое, через десять минут действия ультразвуком существенных изменений, по сравнению с предыдущим измерением, не отмечается (Р > 0,05). Максимальное содержание МДА зафиксировано в семенах, подверженных 20-минутному ультразвуковому воздействию, что в три раза больше, чем в контрольных образцах (Р < 0,05).

Рис. 1. Содержание малонового диальдегида (а) и сумма всех продуктов окислительной модификации белков (б) в прорастающих семенах пшеницы в зависимости от времени ультразвукового воздействия, где ПК - контроль, П5, П10 и П20 - прорастающие семена, подверженные ультразвуковому воздействию в течение 5, 10 и 20 мин соответственно; *р < 0,05 относительно контроля по критерию Стьюдента; ** - достоверные различия в сравнении с контролем по критерию Крускала - Уоллиса

Динамика содержания продуктом ОМБ отличается от таковой продуктов ПОЛ. Содержание окисленных белковых метаболитов в образцах, на которые воздействовали ультразвуком в течение 5 мин, не отличается от контроля (Р > 0,05). Десятиминутное воздействие исследуемым нами фактором показало увеличение содержания продуктов ОМБ примерно на треть по сравнению с контролем (Р < 0,05). Уровень ОМБ в прорастающих семенах пшеницы, на которые действовали ультразвуком в течение 20 мин, оказался ниже даже по сравнению с контрольными образцами (рис. 1,б).

Анализ фракционного состава исследуемых нами продуктов ОМБ выявил преобладание альдегид и кетон-денитрофенилгидразонов нейтрального характера, при этом не наблюдалось преобладание какого-либо из этих продуктов. Содержание же алифатических альдегид и кетон-денитрофенилгидразонов основного характера ниже, чем таковых нейтрального характера. Стоит также отметить явное преобладание по содержанию альдегид-денит- рофенилгидразонов по сравнению с кетон-денитрофенилгидразонами (рис. 2).

Анализируя динамику содержания продуктов ПОЛ и ОБМ, отметим ее независимость относительно времени ультразвукового воздействия. Статистически значимые изменения содержания МДА были зафиксированы уже в образцах после пятиминутного ультразвукового воздействия, а содержание 2.4 - денитрофенилгидразонов начинало отличаться от контрольных значений только после десятиминутного действия ультразвуком. Долговременная, двадцатиминутная обработка ультразвуком существенно усиливала образование и накопление МДА, но снизила содержание продуктов ОМБ.

Известно, что в обороте окисленных белков важную роль играет протеолитический комплекс [31-33]. Поэтому, изучая уровень окислительного гомеостаза, стоит уделять внимание распаду окисленных метаболитов. Показательно влияние ультразвука на активность тиоловых протеиназ в прорастающих семенах пшеницы (рис. 3,а). Выявлено стимулирующее кратковременное действие на активность исследуемой протеиназы ультразвуком (в течение 5 мин). Последующее воздействие постепенно снижало активность цистеиновых протеиназ. Действие в течение 10 мин приводило к падению активности исследуемого нами фермента до уровня контроля, а двадцатиминутное воздействие снижало ее примерно на треть по сравнению с контролем.



Рис. 2. Фракционный состав 2,4 - денитрофенилгидразонов - продуктов окислительной модификации белков в прорастающих семенах пшеницы в зависимости от времени ультразвукового воздействия:

АН - алифатические альдегид-денитрофенилгидразоны нейтрального характера;

АО - алифатические альдегид-денитрофенилгидразоны основного характера; КН - алифатические кетон-денитрофенилгидразоны нейтрального характера;

КО - алифатические кетон-денитрофенилгидразоны основного характера, другие обозначения такие же, как и на рис. 1

Рис. 3. Активность цистеиновых протеиназ (а) и экспрессия гена СР (б) в прорастающих семенах гороха в зависимости от времени ультразвукового воздействия (обозначения такие же, как и на рис. 1)

Полученные данные о накоплении транскрипта иРНК гена СР показывают его зависимость от ультразвукового воздействия (рис. 3,б). Установлено увеличение содержания транскрипта иРНК гена СР в прорастающих семенах пшеницы при 5-минутном ультразвуковом воздействии (Р < 0,05). При дальнейшем действии ультразвуком на прорастающие семена пшеницы экспрессия гена СР была остановлена, что проявилось в отсутствии увеличения иРНК в образцах. В семенах, на которые воздействовали ультразвуком в течение 20 мин содержание транскриптом иРНК гена СР становится ниже относительно других опытных образцов.

Обсуждение результатов

Усиление процессов перекисного окисления липидов и окислительной модификации белков в прорастающих семенах пшеницы после ультразвукового воздействия, вероятно, связано с генерацией активных форм кислорода под действием ультразвука [34-37]. Например, при исследовании ультразвуковых сенсибилизаторов, которые использовали для борьбы с раковыми клетками, показана чувствительность порфирина к ультразвуку в зависимости от присутствующего иона металла, причем порфирин Zn (II) и Pd (II) является наиболее эффективным в образовании синглетного кислорода и гидроксильных радикалов [38]. Было также обнаружено, что разложение протопорфирина IX одновременно сопровождается образованием ОН с увеличением выходной мощности ультразвукового генератора [39], способность ультразвука генерировать NO-группы из L-аргинина [40].

Снижение содержания окисленных белков, вероятно, связано с синергетическим эффектом действия ультразвука на саму белковую молекулу, а также на протеолитические ферменты. По-видимому, активируется процесс протеолиза запасного вещества, что в итоге ускоряет и процесс деградации окисленных белков.

Как видно по результатам нашего эксперимента, гомеостаз белков более толерантен к действию АФК по сравнению с липидами. Вероятно, это связано с тем, что в прорастающих семенах пшеницы содержание белков и ферментов, участвующих в их метаболизме, существенно выше по сравнению с липидами [41-42]. Другой возможной причиной устойчивого белкового окислительного гомеостаза по сравнению с липидным у суточных прорастающих семян пшеницы является то, что большая часть белков находится в покоящемся состоянии, а липиды почти полностью задействованы в мета-болизме [43-44].

Активация цистеиновых протеиназ в прорастающих семенах пшеницы, подверженных 5-минутному воздействию ультразвуком, вероятно, связана с увеличением общей доступности белкового субстрата для исследуемого фермента. Падение активности фермента связано с действием АФК на его структуру, в том числе нарушением целостности, дезактивацией активных центров путем окисления некоторых, входящих в их состав аминокислот.

Усиление уровня экспрессии гена СР в образах после 5-минутной ультразвуковой обработки, возможно, происходит в связи с денатурирующим действием ультразвуковой волны, связанным с разрушением водородных связей между азотистыми основаниями, что, по сути, приводит к формированию транскрипционных пузырей, это позволяет ускорить работу ДНК зависимой РНК полимеразы, тем самым увеличить скорость считывания информации с исследуемого гена. Долговременное ультразвуковое воздействие, напротив, снижает уровень экспрессии гена СР, что, вероятно, происходит из-за нарушения целостности первичной структуры ДНК в результате механического разурешения фосфодиэфирных связей и окисления нуклеотидов в составе ДНК. Кроме этого, происходит дезактивация ферментов транскрипции за счет повышенной генерации АФК.

Заключение

1. Показано большее содержание малонового диальдегида (МДА) в прорастающих семенах пшеницы, подверженных ультразвуковому воздействию. Содержание 2,4 - ДНФГ изменялось статистически незначимо в прорастающих семенах, подверженных ультразвуковому воздействию в течение 5 мин, достоверно увеличивалось в образцах, на которые воздействовали ультразвуком в течение 10 мин и достоверно снижалось в семенах, обработанных ультразвуком в течение 20 мин.

2. Активность цистеиновых протеиназ увеличивалась после 5-минутной обработки ультразвуком с последующим падением в динамике и снижалась ниже уровня в образцах, на которые воздействовали ультразвуком в течение 20 мин.

3. В прорастающих семенах пшеницы, подверженных 5-минутному ультразвуковому воздействию, достоверно показано усиление экспрессии гена СР, с последующей почти полной остановкой транскрипции, что проявлялось в отсутствии накопления иРНК гена СР в семенах, на которые воздействовали ультразвуком в течение 10 мин, и снижением транскриптов в образцах после 20-минутной обработки.

Список литературы

1. Maresca D., Lakshmanan A., Abedi M. [et al.]. Biomolecular Ultrasound and Sonogenetics // Annu Rev Chem Biomol Eng. 2018. Vol. 7, T. 9. P. 229-252. URL: https:// doi:10.1146/annurev-chembioeng-060817-084034

2. Naeve I., Mommens M., Arukwe A., Kjorsvik E. Ultrasound as a noninvasive tool for monitoring reproductive physiology in female Atlantic salmon (Salmo salar) // Physiol Rep. 2018. Vol. 6, T. 9. P. 136-140. URL: https://doi:10.14814/phy2.13640

3. Chen L. D., Ruan S. M., Lin Y. [et al.]. Comparison between M-score and LR-M in the reporting system of contrast-enhanced ultrasound LI-RADS // Eur Radiol. 2019. Vol. 29, T. 8. P. 4249-4257. URL: https://dof10.1007/s00330-018-5927-8

4. Methachan B., Thanapprapasr K. Polymer-Based Materials in Cancer Treatment: From Therapeutic Carrier and Ultrasound Contrast Agent to Theranostic Applications // Ultrasound Med Biol. 2017. Vol. 43, T. 1. P. 69-82. URL: https://doi:10.1016/j.ultrasmed bio.2016.09.009

5. Zhou L. Q., Li P., Cui X. W., Dietrich C. F. Ultrasound nanotheranostics in fighting cancer: Advances and prospects // Cancer Lett. 2020. Vol. 1, T. 470. P. 204-219. URL: https://doi:10.1016/j.canlet.2019.11.034

6. Hu A., Zheng J., Qiu T. Industrial experiments for the application of ultrasound on scale control in the Chinese sugar industry // Ultrason Sonochem. 2006. Vol. 13, T. 4. P. 329-333. URL: https://doi:10.1016/j.ultsonch.2005.05.005

7. Alarcon-Rojo A. D., Janacua H., Rodriguez J. C. [et al.]. Power ultrasound in meat processing // Meat Sci. 2015. Vol. 107. P. 86-93. URL: https://doi:10.1016/j.meatsci. 2015.04.015

8. Arvanitoyannis I. S., Kotsanopoulos K. V., Savva A. G. Use of ultrasounds in the food industry-Methods and effects on quality, safety, and organoleptic characteristics of foods // Crit Rev Food Sci Nutr. 2017. Vol. 57, T. 9. P. 109-128. URL: https://doi:10. 1080/10408398.2013.860514

9. Gallo M., Ferrara L., Naviglio D. Application of Ultrasound in Food Science and Technology: A Perspective // Foods. 2018. Vol. 7, Iss. 10. URL: https://doi:10.3390/foods 7100164

10. Kiss A. A., Geertman R., Wierschem M. [et al.]. Ultrasound-assisted emerging technologies for chemical processes // Chem Technol Biotechnol. 2018. Vol. 93, Iss. 5. P. 1219-1227. URL: https://doi:10.1002/jctb.5555

11. Bera S., Mondal D. A role for ultrasound in the fabrication of carbohydrate-supported nanomaterials // Ultrasound. 2019. Vol. 22, № 2. P. 131-156. URL: https://doi:10.1007/ s40477-019-00363-8

12. Ribeiro F. R., Tedeschi L. O. Using real-time ultrasound and carcass measurements to estimate total internal fat in beef cattle over different breed types and managements // Anim Sci. 2012. Vol. 90, T. 9. P. 3259-3265. URL: https://doi:10.2527/jas.2011-4697

13. Stouffer J. R. History of ultrasound in animal science // Ultrasound Med. 2004. Vol. 23 (5). P. 577-584. URL: https://doi:10.7863/jum.2004.23.5.577

14. Hasan M. M., Bashir T., Bae H. Use of Ultrasonication Technology for the Increased Production of Plant Secondary Metabolites // Molecules. 2017. Vol. 22, Iss. 7. P. 1046. URL: https://doi:10.3390/molecules22071046

15. Ding J., Johnson J., Chu Y. F., Feng H. Enhancement of y-aminobutyric acid, avenanth- ramides, and other health-promoting metabolites in germinating oats (Avena sativa L.) treated with and without power ultrasound // Food Chemistry. 2019. Vol. 283. P. 239-247. URL: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.12.136

16. Miano A. C., Sabadoti V. D., Augusto P. E. D. Combining Ionizing Irradiation and Ultrasound Technologies: Effect on Beans Hydration and Germination // Food Sci. 2019. Vol. 84 (11). P. 3179-3185. URL: https://doi.org/10.1111/1750-3841.14819

17. Okada K., Kudo N., Hassan M. A. [et al.]. Threshold curves obtained under various gaseous conditions for free radical generation by burst ultrasound - Effects of dissolved gas, microbubbles and gas transport from the air // Ultrason Sonochem. 2009. Vol. 16, № 4. P. 512-618. URL: https://doi:10.1016/j.ultsonch.2008.11.010

18. Gebicka L., Gebicki J. L. The effect of ultrasound on heme enzymes in aqueous solution // Enzyme Inhib. 1997. Vol. 12, T. 2. P. 133-141. URL: https://doi:10.3109/1475636 9709035814

19. Ogawa R., Watanabe A., Morii A. Ultrasound up-regulates expression of heme oxyge- nase-1 gene in endothelial cells // Med Ultrason. 2015. Vol. 42, Iss. 4. P. 467-475. URL: https://doi:10.1007/s10396-015-0635-3

20. Jiang Z., Yao K., Yuan X. [et al.]. Effects of ultrasound treatment on physico-chemical, functional properties and antioxidant activity of whey protein isolate in the presence of calcium lactate // Sci Food Agric. 2018. Vol. 98, Iss. 4. P. 1522-1529.

21. Davies M. J. Protein oxidation and peroxidation // Biochem. 2016. Vol. 473, Iss. 7. P. 805-825. URL: https://doi:10.1042/BJ20151227

22. Стальная И. Д., Гаришвили Т. Г. Метод определения малоновогодиальдегида // Современные методы в биохимии. М. : Медицина, 1977. C. 66-68.

23. Дубинина Е. Е. [и др.]. Окислительные модификации белков сыворотки крови человека, метод ее определения // Вопросы медицинской химии. 1995. Т. 41, № 1. С. 24-26.

24. Александрова И. Ф., Веселов А. П., Ефременко Ю. Р. Протеолитическая активность прорастающих семян пшеницы при тепловом стрессе // Физиология растений. 1999. Т. 46, № 1. С. 223.

25. Gal A. B., Carnwath J. W., Dinnyes A. [et al.]. Comparison of real-time polymerase chain reaction and end-point polymerase chain reaction for the analysis of gene expression in preimplantation embryos // Reprod Fertil Dev. 2006. Vol. 18, № 3. P. 365-371. doi:10.1071/rd05012

26. Молекулярно-генетические и биохимические методы в современной биологии растений / под ред. Вл. В. Кузнецова, В. В. Кузнецова, Г. А. Романова. М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. 487 с.

27. Patent CH (200410088515/8)-B 08-NOV-2004 A Triticum aestivum Cysteine Proteinase Gene and Its Utilization / Jing R., Zang Q., Guo Z., Chang X. ; Chinese Academy of Agricultural Sciences ; Institute of Crop Germplasm Resources.

28. Lu S. Zn2+ blocks annealing of complementary single-stranded DNA in a sequence- selective manner // Sci Rep. 2014. Vol. 4. P. 5464. URL: https://doi:10.1038/srep05464

29. Schmittgen T. D., Zakrajsek B. A., Mills A. G. [et al.]. Quantitative reverse transcrip- tion-polymerase chain reaction to study mRNA decay: comparison of endpoint and realtime methods // Anal Biochem. 2000. Vol. 285, Iss. 2. P. 194-204. doi:10.1006/ abio.2000.4753

30. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М. : Практика, 1999. 459 с.

31. Дубинина Е. Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток. СПб., 2006. 396 с.

32. Jung T., Hohn A., Grune T. The proteasome and the degradation of oxidized proteins: Part II - protein oxidation and proteasomal degradation // Redox Biol. 2014. Vol. 2. P. 99-104. URL: https://doi:10.1016/j.redox.2013.12.008

33. Raynes R., Pomatto L. C., Davies K. J. Degradation of oxidized proteins by the proteasome: Distinguishing between the 20S, 26S, and immunoproteasome proteolytic pathways // Mol Aspects Med. 2016. Vol. 50. P. 41-55. URL: https://doi:10.1016/j.mam. 2016.05.001

34. He L. L., Wang X., Wu X. X. [et al.]. Protein damage and reactive oxygen species generation induced by the synergistic effects of ultrasound and methylene blue // Spectro- chim Acta A Mol Biomol Spectrosc. 2015. Vol. 134. P. 361-366. URL: https://doi:10. 1016/j.saa.2014.06.121

35. Duco W., Grosso V., Zaccari D., Soltermann A. T. Generation of ROS mediated by mechanical waves (ultrasound) and its possible applications // Methods. 2016. Vol. 109. P. 141-148. URL: https://doi:10.1016/j.ymeth.2016.07.015

36. Jia C., Xu L., Han T. [et al.]. Generation of Reactive Oxygen Species in Heterogeneously Sonoporated Cells by Microbubbles with Single-Pulse Ultrasound // Ultrasound Med Biol. 2018. Vol. 44, № 5. P. 1074-1085. URL: https://doi:10.1016/j.ultrasmedbio.2018. 01.006

37. Escoffre J. M., Campomanes P., Tarek M., Bouakaz A. New insights on the role of ROS in the mechanisms of sonoporation-mediated gene delivery // Ultrason Sonochem. 2020. Vol. 64. P. 1049-1098. URL: https://doi:10.1016/j.ultsonch.2020.104998

38. Giuntini F., Foglietta F., Marucco A. M. [et al.]. Insight into ultrasound-mediated reactive oxygen species generation by various metal-porphyrin complexes // Free Radic Biol Med. 2018. Vol. 121. P. 190-201. URL: https://doi:10.1016/j.freeradbiomed.2018. 05.002

39. Wang P., Wang X., Zhang K. [et al.]. The spectroscopy analyses of PpIX by ultrasound irradiation and its sonotoxicity in vitro // Ultrasonics. 2013. Vol. 53, Iss. 5. P. 935-942. URL: https://doi:10.1016/j.ultras.2012.10.019

40. Zhang K., Xu H., Jia X. [et al.]. Ultrasound-Triggered Nitric Oxide Release Platform Based on Energy Transformation for Targeted Inhibition of Pancreatic Tumor // ACS Nano. 2016. Vol. 10, Iss. 12. P. 10 816-10 828. URL: https://doi:10.1021/acsnano. 6b04921

41. Lane B. G. Cellular desiccation and hydration: developmentally regulated proteins, and the maturation and germination of seed embryos // FASEB. 1991. Vol. 5, № 14. P. 2893-2901. URL: https://doi:10.1096/fasebj.5.14.175235

42. Liu Y., Han C., Deng X. [et al.]. Integrated physiology and proteome analysis of embryo and endosperm highlights complex metabolic networks involved in seed germination in wheat (Triticum aestivum L.) // Plant Physiol. 2018. Vol. 229. P. 63-76. URL: https://doi:10.1016/j.jplph.2018.06.011

43. Yadav S. P., Ahuja V. P., Das H. K. Changes in amino acid composition of proteins in developing wheat embryo during seed germination // Indian J. Biochem Biophys. 1972. Vol. 9, № 4. P. 350-351.

44. Lowe L. B., Ries S. K. Endosperm protein of wheat seed as a determinant of seedling growth // Plant Physiol. 1973. Vol. 51, № 1. P. 57-60. URL: https://doi:10.1104/ pp.51.1.57

References

1. Maresca D., Lakshmanan A., Abedi M. [et al.]. Biomolecular Ultrasound and Sonogenetics. Annu Rev Chem Biomol Eng. 2018;7(9):229-252. Available at: https://doi:10. 1146/annurev-chembioeng-060817-084034

2. Naeve I., Mommens M., Arukwe A., Kjorsvik E. Ultrasound as a noninvasive tool for monitoring reproductive physiology in female Atlantic salmon (Salmo salar). Physiol Rep. 2018;6(9):136-140. Available at: https://doi:10.14814/phy2.13640

3. Chen L.D., Ruan S.M., Lin Y. [et al.]. Comparison between M-score and LR-M in the reporting system of contrast-enhanced ultrasound LI-RADS. Eur Radiol. 2019;29(8): 4249-4257. Available at: https://doi:10.1007/s00330-018-5927-8

4. Methachan B., Thanapprapasr K. Polymer-Based Materials in Cancer Treatment: From Therapeutic Carrier and Ultrasound Contrast Agent to Theranostic Applications. Ultrasound Med Biol. 2017;43(1):69-82. Available at: https://doi:10.1016/j.ultrasmedbio. 2016.09.009

5. Zhou L.Q., Li P., Cui X.W., Dietrich C.F. Ultrasound nanotheranostics in fighting cancer: Advances and prospects. Cancer Lett. 2020;1(470):204-219. Available at: https:// doi:10.1016/j.canlet.2019.11.034

6. Hu A., Zheng J., Qiu T. Industrial experiments for the application of ultrasound on scale control in the Chinese sugar industry. Ultrason Sonochem. 2006;13(4):329-333. Available at: https://doi:10.1016/j.ultsonch.2005.05.005

7. Alarcon-Rojo A.D., Janacua H., Rodriguez J.C. [et al.]. Power ultrasound in meat processing. Meat Sci. 2015;107:86-93. Available at: https://doi:10.1016/j.meatsci.2015. 04.015

8. Arvanitoyannis I.S., Kotsanopoulos K.V., Savva A.G. Use of ultrasounds in the food industry-Methods and effects on quality, safety, and organoleptic characteristics of foods. Crit Rev Food Sci Nutr. 2017;57(9):109-128. Available at: https://doi: 10.1080/ 10408398.2013.860514

9. Gallo M., Ferrara L., Naviglio D. Application of Ultrasound in Food Science and Technology: A Perspective. Foods. 2018;7(10). Available at: https://doi:10.3390/foods 7100164

10. Kiss A.A., Geertman R., Wierschem M. [et al.]. Ultrasound-assisted emerging technologies for chemical processes. Chem Technol Biotechnol. 2018;93(5):1219-1227. Available at: https://doi:10.1002/jctb.5555

11. Bera S., Mondal D. A role for ultrasound in the fabrication of carbohydrate-supported nanomaterials. Ultrasound. 2019;22(2): 131-156. Available at: https://doi:10.1007/ s40477-019-00363-8

12. Ribeiro F.R., Tedeschi L.O. Using real-time ultrasound and carcass measurements to estimate total internal fat in beef cattle over different breed types and managements. Anim Sci. 2012;90(9):3259-3265. Available at: https://doi:10.2527/jas.2011-4697

13. Stouffer J.R. History of ultrasound in animal science. Ultrasound Med. 2004;23(5): 577-584. Available at: https://doi:10.7863/jum.2004.23.5.577

14. Hasan M.M., Bashir T., Bae H. Use of Ultrasonication Technology for the Increased Production of Plant Secondary Metabolites. Molecules. 2017;22(7): 1046. Available at: https://doi:10.3390/molecules22071046

15. Ding J., Johnson J., Chu Y.F., Feng H. Enhancement of y-aminobutyric acid, avenan- thramides, and other health-promoting metabolites in germinating oats (Avena sativa L.) treated with and without power ultrasound. Food Chemistry. 2019;283:239-247. Available at: https://doi.org/10.1016/_j.foodchem.2018.12.136

16. Miano A.C., Sabadoti V.D., Augusto P.E.D. Combining Ionizing Irradiation and Ultrasound Technologies: Effect on Beans Hydration and Germination. Food Sci. 2019; 84(11):3179-3185. Available at: https://doi.org/10.1111/1750-3841.14819

17. Okada K., Kudo N., Hassan M.A. [et al.]. Threshold curves obtained under various gaseous conditions for free radical generation by burst ultrasound - Effects of dissolved gas, microbubbles and gas transport from the air. Ultrason Sonochem. 2009;16(4): 512-618. Available at: https://doi:10.1016/j.ultsonch.2008.11.010

18. Gebicka L., Gebicki J.L. The effect of ultrasound on heme enzymes in aqueous solution. Enzyme Inhib. 1997;12(2):133-141. Available at: https://doi:10.3109/1475636970 9035814

19. Ogawa R., Watanabe A., Morii A. Ultrasound up-regulates expression of heme oxyge- nase-1 gene in endothelial cells. Med Ultrason. 2015;42(4):467-475. Available at: https://doi:10.1007/s10396-015-0635-3

20. Jiang Z., Yao K., Yuan X. [et al.]. Effects of ultrasound treatment on physico-chemical, functional properties and antioxidant activity of whey protein isolate in the presence of calcium lactate. Sci FoodAgric. 2018;98(4):1522-1529.

21. Davies M.J. Protein oxidation and peroxidation. Biochem. 2016;473(7):805-825. Available at: https://doi:10.1042/BJ20151227

22. Stal'naya I.D., Garishvili T.G. Method for determination of malonic dialdehyde. Sovre- mennye metody v biokhimii = Modern methods in biochemistry. Moscow: Meditsina, 1977:66-68. (In Russ.)

23. Dubinina E.E. [et al.]. Oxidative modifications of human blood serum proteins, a method for its determination. Voprosy meditsinskoy khimii = Issues of medical chemistry. 1995;41(1):24-26. (In Russ.)

24. Aleksandrova I.F., Veselov A.P., Efremenko Yu.R. Proteolytic activity of germinating wheat seeds under heat stress. Fiziologiya rasteniy = Plant physiology. 1999;46(1):223. (In Russ.)

25. Gal A.B., Carnwath J.W., Dinnyes A. [et al.]. Comparison of real-time polymerase chain reaction and end-point polymerase chain reaction for the analysis of gene expression in preimplantation embryos. Reprod Fertil Dev. 2006;18(3):365-371. doi:10.1071/ rd05012

26. Kuznetsov Vl.V., Kuznetsov V.V., Romanov G.A. (eds.). Molekulyarno-geneticheskie i biokhimicheskie metody v sovremennoy biologii rasteniy = Molecular genetic and biochemical methods in modern plant biology. Moscow: BINOM. Laboratoriya znaniy, 2011:487. (In Russ.)

27. Patent CH (200410088515/8)-B 08-NOV-2004 A Triticum aestivum Cysteine Proteinase Gene and Its Utilization. Jing R., Zang Q., Guo Z., Chang X.; Chinese Academy of Agricultural Sciences; Institute of Crop Germplasm Resources.

28. Lu S. Zn2+ blocks annealing of complementary single-stranded DNA in a sequence- selective manner. Sci Rep. 2014;4:5464. Available at: https://doi:10.1038/srep05464

29. Schmittgen T.D., Zakrajsek B.A., Mills A.G. [et al.]. Quantitative reverse transcription- polymerase chain reaction to study mRNA decay: comparison of endpoint and real-time methods. Anal Biochem. 2000;285(2):194-204. doi:10.1006/abio.2000.4753

30. Glants S. Mediko-biologicheskaya statistika = Biomedical statistics. Moscow: Praktika, 1999:459. (In Russ.)

31. Dubinina E.E. Produkty metabolizma kisloroda v funktsional'noy aktivnosti kletok = Oxygen metabolism products in the functional activity of cells. Saint-Petersburg, 2006: 396. (In Russ.)

32. Jung T., Hohn A., Grune T. The proteasome and the degradation of oxidized proteins: Part II - protein oxidation and proteasomal degradation. Redox Biol. 2014;2:99-104. Available at: https://doi:10.1016/j.redox.2013.12.008

33. Raynes R., Pomatto L.C., Davies K.J. Degradation of oxidized proteins by the pro- teasome: Distinguishing between the 20S, 26S, and immunoproteasome proteolytic pathways. Mol Aspects Med. 2016;50:41-55. Available at: https://doi:10.1016/j.mam. 2016.05.001

34. He L.L., Wang X., Wu X.X. [et al.]. Protein damage and reactive oxygen species generation induced by the synergistic effects of ultrasound and methylene blue. Spectrochim ActaA Mol Biomol Spectrosc. 2015;134:361-366. Available at: https://doi:10.1016/ j.saa.2014.06.121

35. Duco W., Grosso V., Zaccari D., Soltermann A.T. Generation of ROS mediated by mechanical waves (ultrasound) and its possible applications. Methods. 2016;109:141-148. Available at: https://doi:10.1016/j.ymeth.2016.07.015

36. Jia C., Xu L., Han T. [et al.]. Generation of Reactive Oxygen Species in Heterogeneously Sonoporated Cells by Microbubbles with Single-Pulse Ultrasound. Ultrasound Med Biol. 2018;44(5): 1074-1085. Available at: https://doi:10.1016/j.ultrasmedbio.2018. 01.006

37. Escoffre J.M., Campomanes P., Tarek M., Bouakaz A. New insights on the role of ROS in the mechanisms of sonoporation-mediated gene delivery. Ultrason Sonochem. 2020; 64:1049-1098. Available at: https://doi:10.1016/j.ultsonch.2020.104998

38. Giuntini F., Foglietta F., Marucco A.M. [et al.]. Insight into ultrasound-mediated reactive oxygen species generation by various metal-porphyrin complexes. Free Radic Biol Med. 2018;121:190-201. Available at: https://doi:10.1016/j.freeradbiomed.2018.05.002

39. Wang P., Wang X., Zhang K. [et al.]. The spectroscopy analyses of PpIX by ultrasound irradiation and its sonotoxicity in vitro. Ultrasonics. 2013;53(5):935-942. Available at: https://doi:10.1016/j.ultras.2012.10.019

40. Zhang K., Xu H., Jia X. [et al.]. Ultrasound-Triggered Nitric Oxide Release Platform Based on Energy Transformation for Targeted Inhibition of Pancreatic Tumor. ACS Nano. 2016;10(12):10 816-10 828. Available at: https://doi:10.1021/acsnano.6b04921

41. Lane B.G. Cellular desiccation and hydration: developmentally regulated proteins, and the maturation and germination of seed embryos. FASEB. 1991;5(14):2893-2901. Available at: https://doi:10.1096/fasebj.5.14.175235

42. Liu Y., Han C., Deng X. [et al.]. Integrated physiology and proteome analysis of embryo and endosperm highlights complex metabolic networks involved in seed germination in wheat (Triticum aestivum L.). Plant Physiol. 2018;229:63-76. Available at: https://doi:10.1016/j.jplph.2018.06.011

43. Yadav S.P., Ahuja V.P., Das H.K. Changes in amino acid composition of proteins in developing wheat embryo during seed germination. Indian J. Biochem Biophys. 1972; 9(4):350-351.

44. Lowe L.B., Ries S.K. Endosperm protein of wheat seed as a determinant of seedling growth. Plant Physiol. 1973;51(1):57-60. Available at:https://doi:10.1104/pp.51.1.57

Размещено на Allbest.ru