Биологический каталог




Пероксидаза как компонент антиоксидантной системы живых организмов

Автор В.В.Рогожин

г сухой массы; по оси абсцисс — время прорастания зерновки, сут.

является, по-видимому, проявление компенсаторных антиокси-дантных механизмов, направленных на предотвращение развития окислительного повреждения тканей [Бурлакова и др., 1975], вызванных воздействием низких температур, поскольку ключевую роль в развитии окислительного повреждения играют активные формы кислорода, органические радикалы [Владимиров, Арчаков, 1972], образование которых наиболее интенсивно протекает в корнях растений [Минибаева и др., 1997].

Важную роль в повышении активности пероксидазы могут выполнять конформационные перестройки глобулы вновь синтезированных форм пероксидазы при низкой температуре, затрагивающие активный центр фермента. Причиной этих изменений могут служить SH-группы, которые каждый изофермент пероксидазы содержит по 6—8 и в нативном ферменте синтезированном при 20—22 °С они образуют 3—4 дисульфидные связи [Shin et al., 1971]. Причиной изменения структуры пероксидазы может быть нарушения фолдинга при низких положительных температурах [Упоров, Егоров, 1997], в результате этого на поверхности глобулы фермента появляются свободные SH-группы. Приобре-

188

Роль пероксидазы в действии антиоксидантной системы растений

тенная таким образом лабильность структуры проявляется в повышении активности фермента. Аналогичные изменения наблюдали у рибулозодифосфаткарбоксилазы холодостойкой линии томата, у которой сохранение SH-групп сопровождалось проявлением более высокой устойчивостью к низким температурам [Graham, Patterson, 1982].

Увеличение активности пероксидазы может быть вызвано синтезом на холоде в семенах пшеницы новых изоферментов пероксидазы или накоплением соединений, являющихся субстратами фермента, индуцирующих его синтез, что будет проявляться в возрастании активности пероксидазы. Однако высокие концентрации субстратов пероксидазы могут ингибировать фермент, способствуя таким образом увеличению концентрации перекиси водорода в клетках.

Подтверждением высказанных предположений являются результаты по динамике содержания МДА и АО в корнях и надземной части проростков пшеницы зерновок I и II групп (рис. 85). Видно, что показатели уровня ПОЛ и содержания АО находятся в прямой зависимости (г = 0,5). Повышение содержания АО преимущественно сопровождается повышением ПОЛ, тогда как активность пероксидазы возрастает с уменьшением содержания антиоксидантов (г = —0,65). В случае увеличения содержания АО отмечается понижение активности пероксидазы, а увеличение активности пероксидазы сопровождается понижением уровня ПОЛ (г = —0,65). Величины показателей корреляции, возможно, были выше, если бы при проведении анализа учитывалось влияние всех компонентов антиоксидантной системы (супероксид-дисмутаза, каталаза и т.д).

Наблюдаемые изменения возможно объяснить в рамках единого представления о роли пероксидазы и АО, являющихся компонентами антиоксидантной системы в регулировании процессов перекисного окисления в живых организмах. Пероксидаза способна использовать в качестве субстратов антиоксиданты и перекись водорода. Фермент катализирует реакцию, в которой АО окисляются, а перекись водорода восстанавливается до воды. Однако в высоких концентрациях антиоксиданты способны ингибировать фермент и таким образом способствуют увеличению уровня ПОЛ в клетках. Взаимная регулируемость системы позволяет контролировать ПОЛ в живых организмах и поддерживать его на определенном, постоянном уровне.

189

Глава V

500

400

300

200

100

МДА, нмоль/г сухой массы а

300

200

100

АО, мкг/г сухой массы б

250

150

50

700

500

300

/

J

24 6 824 68

Время прорастания, сут

Рис. 85. Влияние температуры замачивания семян пшеницы сорта Омская 12 на содержание малонового диальдегида и антиоксидантов в их надземной части (а, б) и корнях (в, г) этиолированных проростков. Условия те же, что на рис. 84.

Нами изучены каталитические параметры пероксидазы 7-ми суточных проростков и корней пшеницы. Показано, что различия в величинах Кт по ОДН пероксидазы проростков и корней (табл. 25), а также Vm проростков пшеницы зерновок I и II групп незначительны (табл. 26). Основные изменения наблюдаются у Кт по АК пероксидазы корней пшеницы зерновок I и II групп. Величины Кт зерновок I группы выше в 1,5—2 раза, по сравнению с зерновками II группы. Значения Vm по ОДН и по АК пероксидазы корней пшеницы зерновок I группы в 1,5—2 раза выше, чем корней пшеницы зерновок II группы. Тогда как К по АК пероксидазы корней пше-

190

Роль пероксидазы в действии антиоксидантной

системы растений

ницы зерновок II группы в 2— ^ 7 раз ниже, у пероксидазы над- | земной части проростков этой >| же группы. Следует отметить Е-различия в показателях Кт по ОДН корней пшеницы, которые были в 1,5—3 раза выше, чем у пероксидазы хрена. Так же можно отметить сильные различия в Кт по АК для пероксидазы хрена, от пероксидазы из надземной части и корней проростков пшеницы. Кт по АК в 3—13 и 6—19 раз ниже у корней пшеницы зерновок I и II групп соответственно, чем у пероксидазы хрена. Такую высокую разницу в значениях Кт можно объяснить, во-первых, за счет того, что в исследованиях были использованы го-могенаты корней пшеницы, содержащие весь спектр изоферментов пероксидазы. Тогда как пероксидаза хрена являлась очищенным препаратом, в составе которого преимущественно изоферменты С и В [Андреева, 1988]. Во-вторых, наличием в гомогенате тканей большого количества антиоксидантов, являющихся субстратами пероксидазы, в присутствии которых окисление ОДН и АК может возрастать [Рогожин, Верхотуров, 1998а].

Поскольку пероксидаза и антиоксиданты входят в единую систему защиты растений от окислительного стрес-

та у

s -а

о.

I

I

<Ч ГО CN

Т. о" О О +J +1 +1 +1

ООО

О IN П IN "1

+1 +1 +1 +1

оооо оооо

U") О CN VO

CN т CN — — —i

+1 +1 +1 +1

"I — VO CN CN — —i

CN

+1 +1 -H +1

r» g CN О CO ^ VO CN

m vo о —i

+i +i +i -H

О VO CN —i

» N h „

+1+1+1+1

ON Г- t-,

2 2 = °

+1 +1 +1

**1 о

+1

OS

oo cn гл

•—cn" »—*"

+1 +1 +1

О 00

^ cn

CN VO oo

ri m" -

+1 +1 +1

m Г-

* ifl N

—i OS

о CO

ООО

+1 +1 +1

OS o_ t--CN CN —

+1

CN — CN

П IN -

+1 +1 +1

OO —

CN CN

+1

О ч\ о

191

Глава V

3 4 5 3 4

Время прорастания, сут

Рис. 86. Динамика содержания антиоксидантов (1-, Г), малонового диальдегида (2, 2') и активность пероксидазы (3, 3') в надземной части (а) и корнях (б) проростков пшеницы сорта Омская 12. Предварительно зерна пшеницы замачивали при 5 °С в течение 24 ч, проращивание проводили при 28 °С.

са, нами изучено их участие в регулировании уровня ПОЛ на 3—5 день прорастания проростков пшеницы, проращивание которых проводили при 28 °С (рис. 86). Видно, что в надземной части проростков пшеницы уровень АО понижается на 4—5 сутки в 1,4—1,5 раз, при повышении активности пероксидазы в 1,8 раза. По-видимому, в этот период контроль за уровнем ПОЛ в побегах ре

страница 52
< 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
(23.09.2019)