Распределение олигосахаридов семейства раффинозы по пулам транспорта и запасания у Ajuga reptans: роль двух различных галактинолсинтаз

Олигосахариды семейства раффинозы (ОСР) служат важными углеводами для транспорта по флоэме и запасания у многих растений. Ajuga reptans — морозостойкое вечнозелёное растение семейства губоцветных — сочетает обе эти физиологические функции и поэтому было выбрано модельным растением для изучения регуляции и значения метаболизма ОСР. Галактинол служит донором галактозильной группы при синтезе раффинозы (трёхкомпонентного ОСР) и стахиозы (четырёхкомпонентного ОСР), а его синтез галактинолсинтазой (GolS) представляет собой первый специфический этап биосинтеза ОСР. Из листьев-источников и листьев-потребителей A. reptans выделили две кДНК, кодирующие различные GolS; их обозначили как GolS-1 и GolS-2 соответственно. Сравнение листьев-источников и листьев-потребителей, выращенных в тёплых и холодных условиях, показало, что экспрессия обеих изоформ индуцируется холодом, тогда как GolS-1 специфична для листьев-источников; уровень экспрессии GolS-1 положительно коррелировал с активностью GolS. Напротив, экспрессия GolS-2 была значительно ниже, и её вклад в общую активность GolS, вероятно, был незначительным. Эти наблюдения, а также результаты экспериментов с выделением флоэмного экссудата и затенением листьев позволяют предположить, что GolS-1 преимущественно участвует в синтезе запасных ОСР, а GolS-2 — транспортных ОСР. Кроме того, исследования методом гибридизации in situ показали, что GolS-1 преимущественно экспрессируется в мезофилле — месте запасания ОСР, а GolS-2 — в промежуточных клетках, связанных с флоэмой и известных своей ролью в загрузке ОСР во флоэму. Предложена модель пространственного распределения двух изоформ GolS.