Биологический каталог




Пероксидаза как компонент антиоксидантной системы живых организмов

Автор В.В.Рогожин

тилена, абсцизовой кислоты и других функционально активных соединений, снижающих обмен веществ, увеличивающих устойчивость растений к повреждениям, тормозящих ростовые процессы, способствующие старению и переходу растительного организма в состояние покоя [Па-хомова, 1995]. Проявлением ответной реакции на действие стрессирующих факторов в живых организмах является резкое активирование свободнорадикальных реакций в клетке в начальный период стресса [Пахомова, Чернов, 1996]. Антиоксиданты способны связывать свободные радикалы, которые способствуют разви-

184

Роль пероксидазы в действии антиоксидантной системы растений

тию деструктивных окислительных процессов, усиливающихся при воздействии на клетку повреждающих физических и химических факторов различной природы. Накопление антиоксидантов способствует ингибированию деструктивных реакций свободно-радикального окисления [Колупаев, Трунова, 1992]. Поэтому мы исследовали проявления компенсаторных механизмов антиоксидантной системы зерновок и проростков пшеницы на действие низких положительных температур и УФ излучения.

Наличие высокой активности пероксидазы в семенах и проростках пшеницы позволяет предположить участие фермента в метаболических процессах, происходящих во время покоя зерновок и в период их активного прорастания. Пероксидаза входит в состав антиоксидантной системы, активность которой определяет их уровень устойчивости к различным воздействующим факторам в процессе онтогенеза растений. Фермент способен катализировать окисление различных неорганических и органических соединений. Обладая широкой субстратной специфичностью фермент может проявлять свойства оксидазы. Поэтому активность пероксидазы возрастает с увеличением дыхания семян при выходе их из состояния вынужденного покоя. Сродство пероксидазы к различным соединениям, являющимися субстратами фермента, может характеризоваться величинами констант Михаэлиса-Ментен (Кт) и каталитической константой (к^,). В случае использования неочищенного фермента, когда неизвестна его концентрация характеристической величиной может быть Vm, рассчитанная на грамм сухой массы. Субстраты пероксидазы можно условно разделить, как это было описано выше, на две группы: быстро окисляемые и медленно окисляемые. При совместном присутствии субстраты могут окисляться последовательно, при этом быстро окисляемый субстрат активирует окисление медленно окисляемого субстрата [Лебедева, Угарова, 1996; Рогожин, Верхотуров, 1998а], причем в условиях in vivo преимущественно протекает совместное окисление субстратов в присутствии пероксидазы.

Нами изучена активность пероксидазы и содержание АО в семенах пшеницы в течение 24 часов набухания при 5° (I группа) и 23 "С (II группа). Видно, что процесс набухания зерновок сопровождается возрастанием активности фермента (рис. 83). Активность пероксидазы и содержание АО в зародыше у зерновок I группы было выше в 1,5 раза. У этих же зерновок в процессе набухания

18S

Глава V

повышается активность пероксидазы в эндосперме и кожуре в 1,5 и 1,8 раза соответственно (табл. 24).

Определены величины каталитических констант пероксидазы зерновок пшеницы в реакциях пероксидазного окисления о-дианизидина и аскорбиновой кислоты (табл. 25). Показано, что Кт мало изменяется в исследованном диапазоне рН 5—7. Кт по о-диани-зидину незначительно отличается от константы Михаэлиса, определенной для очищенного препарата пероксидазы хрена вьгпускаемой фирмой «Reanal», тогда как Кт по АК в 5—9 раз ниже показателей очищенного препарата. Такие различия можно объяснить за счет присутствия в гомогенате зерновок посторонних субстратов пероксидазы, участвующих в совместном окислении аскорбиновой кислоты [Рогожин, Верхотуров, 1998а].

Активность пероксидазы в проростках пшеницы, семена которых замачивали при 5° и 23 "С, проявлялась в своеобразной дина-

Таблица 24

Биохимические показатели органов семян пшеницы сорта Омская 12 после 24 ч замачивания в дистиллированной воде при разных температурах

ПО мкмоль/г ПОЛ нмоль/ г АО мкг/г

сухой массы сухой массы сухой массы Орган температура, "С

5 23 5 23 . 5 23

Сухое зерно 3,70 ± 3,60 ± 25,3 ± 21,8± 85,2 ± 88,3 ±

+ 0,21 ±0,25 ±1,8 ±1,1 ±3,2 ±3,8

Кожура 0,44 + 0,25 ± 23,4 ± 25,5 ± 160,7 ± 176,2 ±

семени ±0,03 ±0,02 ±1,5 ±1,6 ±12,1 ±13,4

Эндосперм 0,42 ± 0,28 ± 19,6 ± 20,7 ± 133,3 ± 124,3 ±

±0,03 ±0,03 ±1,2 ±1,3 ±6,5 ±11,3

Щиток 22,2 ± 21,7± 256,4 ± 256,4 ± •

±0,12 ±0,11 ±15,2 ±18,8

Зародыш 59,3 ± 39,0 ± 95,3 ± 117,4± 398,4 ± 285,7 ±

±0,45 ±0,32 ±5,4 ±8,5 ±24,7 ±21,5

186

4,5 п

3,5-

2,5

V, мкмоль/мин г сухой массы

0

10

15

20 25 ч

Рис. 83. Активность пероксидазы зерен пшеницы сорта Омская 12 в зависимости от времени набухания при 5°(1)и23°С (2).

Роль пероксидазы в действии антиоксидантной системы растений

мике и зависела от природы исследуемых частей пшеницы (зерно, надземная часть или корни) (рис. 84). Отмечался линейный рост активности пероксидазы в зерне с небольшим опережением у зерновок II группы (рис. 84, а). Зависимости активности пероксидазы надземной части проростков пшеницы имели вид «качелей» с постепенным снижением в первые 3—4 дня, а затем повышением к 7-му дню прорастания проростков (рис. 84, 6). Причем более высокие показатели активности пероксидазы были у зерновок II группы. Своеобразная динамика проявлялась в активности пероксидазы корней (рис. 84, в). В корнях зерновок II группы в первые 2—3 дня понижалась активность пероксидазы и только на 7-ой день отмечался рост. Зависимость активности пероксидазы у корней зерновок I группы активность пероксидазы принимала вид затухающих колебаний с возрастанием активности на 3-й и 6-й день, с понижением к седьмому дню прорастания корней до нормы. Причем активность пероксидазы в корнях зерновок I группы была в 1,5—2,5 раза выше, чем у корней зерновок II группы.

Нами отдельными экспериментами было показано отсутствие в супернатанте активаторов и ингибиторов пероксидазы. Поэтому мотивацией к повыше-нию активности пероксидазы

I S

о,

+i +! +i +i

| ^ ~ CN CN CN —< +1 +1 +1 +1

CN CN —i —i

+1 +1 +1 +1

CN Г-~ —i CN

CN CN —i —i

CN

CM CN +1 +1 ON

ю l_| щ m

CN CN —< —i +1 +1 +1 +1 О — Щ 00 *S~) ¦—¦—'

—< m CN CN

+1 +1 +1 +1

м vo ю m

+1 +1 +1 +1 о Г? ^ vo ~ m CN CN

C*N CN CN +1 +l +1 +1

12 ¦* \o

ON ~ NO

CN +1 +1 ON CN

CN CN CN —i

+1 +1 +1 +1

OO Ю О NO

П П (N

CN CN CN —i

+1 +1 +1 +1

ON С— ON

V~) V~) V~) CO

q in о q

187

Глава V

140 120

100 80 60 40 20 0

13 5 7

Рис. 84. Активность пероксидазы в зерне (я), надземной части (б) и корнях (в) проростков пшеницы сорта Омская 12 в зависимости от их времени прорастания. Семена предварительно замачивали на дистиллированной воде при 5 (1) и 23 °С (2) в течение 24 ч, а проращивали при 23 "С. По оси ординат — активность пероксидазы, мкмоль/мин

страница 51
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Скачать книгу "Пероксидаза как компонент антиоксидантной системы живых организмов" (3.56Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(15.09.2019)