Раздел 9: Фитогормоны

Фитогормоны
1
Синтезируются в активно делящихся клетках меристемы растения (верхушка
побега, кончик корня, молодые листья, семена), транспортируются в другие
органы и ткани. Активная концентрация – 10-5-10-11 моль/литр.
Участвуют в регуляции белкового синтеза, в активировании ферментов, в
транспорте веществ через биологические мембраны.
К растительным гормонам относятся ауксины, гиббереллины, цитокинины,
абсцизовая кислота и этилен. Общие для всех растений.
Зеленение
листьев
Опадение листьев,
созревание плодов
цитокинины
этилен
абсцизовая кислота
ауксины
Рост стебля
Рост и развитие
корней
гиббереллины
ауксины
абсцизовая кислота
абсцизовая кислота
А.М. Чибиряев "Биологически активные соединения живых организмов", 2009
Ауксины
2
Стимулируют клеточное деление (митоз), корнеобразование, дыхание и синтез
белка в растениях.
Как правило, являются производными индолилуксусной кислоты. Ауксины
несколько различаются по строению в зависимости от растения, их
продуцирующего.
R
N
H
-COOH
-CONH2
-CN
-COCOOH
-OH
-CH2OH
-CH2COOH
-CH2CH2COOH
COOH
N
H
NH2
òðèï òî ô àí
3-èí äî ëèëóêñóñí àÿ êèñëî òà
àì èä 3-èí äî ëèëóêñóñí î é êèñëî òû
í èòðèë 3-èí äî ëèëóêñóñí î é êèñëî òû
3-èí äî ëèëï èðî âèí î ãðàäí àÿ êèñëî òà
3-èí äî ëèëì åòàí î ë
3-èí äî ëèëýòàí î ë
3-èí äî ëèëï ðî ï èî í î âàÿ êèñëî òà
3-èí äî ëèëì àñëÿí àÿ êèñëî òà
NH2
OH
O
O
ÔÓÊ
ÀÔÓÊ
ô åí èëóêñóñí àÿ êèñëî òà è àì èä
Предшественником ауксинов является триптофан. ФУК слабее ауксинов, но её содержание в
тканях гораздо выше.
Применяются в растениеводстве при пересадке деревьев, размножении
посадочного материала путем черенкования и т.п.
А.М. Чибиряев "Биологически активные соединения живых организмов", 2009
Гиббереллины
3
Впервые выделены из фитопатогенного грибка Gibberella fujikuroi. В
настоящее
время
известно
более
100 природных гиббереллинов и их
производных, большинство – свободные монокислоты.
êî ëüöî
O
1
2
B
êî ëüöî
H
19
6
3
H
18
A êî ëüöî
8
13
CO2H
D
16
17
H
CO
HO
H êî ëüöî
15
7
O
11
9
CO 10
Классифицируют гиббереллины по количеству и
расположению ОН-групп (a-/b-; моно-, ди-, три- и
тетрагидрокси); по степени ненасыщенности
скелета (С=С связи С1–С2, С2–С3, С16–С17); по
наличию эпокси-, альдегидо-/кето- и карбоксигрупп; по количеству углеродных атомов (С19 или
С20).
C
H
CO2H
O
H
OH
HO
HO2C
CO
H
HO
H
CO2H
H
OH
ãèááåðåëëèí GÀ3 ãèááåðåëëèí GÀ42
H
HO2C
O
OH HO
OH
H
CO
HO
OH
ãèááåðåëëèí GÀ32
O
H
H
CO2H
ãèááåðåëëèí GÀ26
Место биосинтеза гиббереллинов – корни, верхушечные стеблевые почки, развивающиеся семена. Способствуют росту стебля, увеличению размеров плодов,
изменению формы и величины цветков, ускорению прорастания семян.
Cl
Cl
Хлорхолинхлорид (хлормекват) вызывает замедление роста растений в
высоту, укорочение стебля и его утолщение (средство от полегания
N
злаков). Работает
как антигиббереллиновый
гормон
(ретардант).
А.М. Чибиряев
"Биологически
активные соединения
живых
организмов", 2009
Цитокинины
R
OH
çåàòèí
CH3
H
N
H
N
H
N
O
CH3
èçî ï åí òåí èëàäåí èí
N
OH OH
Цитокинины
–
вещества,
стимулирующие
клеточное
деление (цитокинез), обычно
являются N6-производными
аденина.
Цитокинины
CH3
N
N
CH3
OH
HN
R
O
H
N
N
O
êèí åòèí
R=
NH
4
часто
присут-
ствуют в растениях в виде
R=H
çåàòèí ðèáî òèä
R = PO(OH)2 çåàòèí ðèáî çèä
гликозидов – рибозидов и
риботидов,
которые
менее
активны своих агликонов.
Принимают участие в процессах роста и дифференциации клеток, усиливают биосинтез ДНК, РНК и белка, влияют на функционирование биологических мембран.
Применяют для ускорения прорастания семян, стимуляции роста почек и плодов,
задержки процессов увядания.
А.М. Чибиряев "Биологически активные соединения живых организмов", 2009
Абсцизовая кислота
5
Абсцизовая кислота – сесквитерпеноид, высокоспецифический эндогенный
ингибитор высших растений. Впервые выделена из молодых плодов хлопчатника.
O
OH
O
O
OH
àáñöèçî âàÿ êèñëî òà
HO
O
êñàí òî êñèí
H
Известно
несколько
родственных
природных соединений, обладающих
аналогичной активностью, например,
ксантоксин.
Абсцизовая кислота переводит растения в состояние покоя, вызывает
опадение листьев и плодов, увядание. Её количество резко увеличивается в
период созревания. Активно влияет на устьичный аппарат растений. Работает
как антагонист гиббереллинов. Цитокинины ослабляют действие самой
абсцизовой кислоты.
Этилен
Этилен главным образом образуется во фруктовых растениях (плодах) из метионина. Обладает свойствами истинных фитогормонов: регулирует старение различных органов растений, ускоряет опадение листьев, дозревание плодов, тормозит
рост корней и побегов. Взаимодействует со специфическими белками клеточных
мембран, тормозит биосинтез ауксинов.
Используется для ускорения дозревания фруктов и повышения их сахаристости.
А.М. Чибиряев "Биологически активные соединения живых организмов", 2009