植物體內(nèi)的保護(hù)酶系統(tǒng)

1、植物體內(nèi)的庇護(hù)酶體系摘要植物在窘境條件下產(chǎn)生的活性氧自由基(rs)會(huì)對(duì)植物的細(xì)胞膜以及卵白質(zhì)等大分子物質(zhì)產(chǎn)生粉碎作用,從而影響到植物的正常生長(zhǎng)與發(fā)育。同時(shí)在窘境條件下植物體內(nèi)存在庇護(hù)酶體系,即抗氧化酶體系,可以或許消除體內(nèi)多余的自由基,植物體內(nèi)的抗氧化酶重要有超氧化物歧化酶(sd)、過(guò)氧化氫酶(at)、過(guò)氧化物酶(pd),綜述了3種抗氧化酶的重要特性及成效,以為植物體內(nèi)庇護(hù)酶體系的研究提供參考。關(guān)鍵詞窘境;自由基;庇護(hù)酶;特性;成效植物生長(zhǎng)在天然情況條件下,不成制止地受到多種窘境脅迫,如重金屬、干旱、鹽、高溫、低溫、高輻射、紫外線、養(yǎng)分缺乏和大氣污染。這些非生物脅迫均會(huì)產(chǎn)生次級(jí)脅迫,使植物直接

2、或間接形成過(guò)量的活性氧自由基(rs),而rs對(duì)細(xì)胞膜體系、脂類、卵白質(zhì)和核酸等大分子具有很強(qiáng)的粉碎作用。窘境條件下植物體同時(shí)存在庇護(hù)酶體系,可以或許掃除體內(nèi)多余的自由基,這一庇護(hù)酶體系現(xiàn)實(shí)上是一個(gè)抗氧化體系,它由很多酶和復(fù)原性物質(zhì)構(gòu)成,此中超氧化物歧化酶(superxidedisutase,sd)、過(guò)氧化氫酶(atalase,at)、過(guò)氧化物酶(perxideenzye,pd)是重要的抗氧化酶,植物通過(guò)抗氧化酶增強(qiáng)抗氧化作用進(jìn)步對(duì)窘境的抗性,從而防范自由基迫害。1超氧化物歧化酶植物在窘境脅迫條件下,會(huì)產(chǎn)生存性氧脅迫,活性氧的累積重要是由大量的超氧自由基所致,超氧自由基可通過(guò)酶促反響歧化天生h2

3、2和2,或產(chǎn)生氧化活性更強(qiáng)的羥基自由基(h)。對(duì)付掃除超氧自由基起關(guān)鍵作用的是超氧化物歧化酶(sd)1。sd是一種含金屬的抗氧化酶,在植物界普及存在且具有多種范例。這些差異范例的sd具有差異的分子質(zhì)量和氨基酸序列,并且位于酶活性中央的金屬原子也差異2。按照sd所結(jié)合的金屬原子的差異,植物sd可分為3種范例:u/zn-sd、n-sd和fe-sd。u/zn-sd分子量32000,由2個(gè)亞基構(gòu)成,每個(gè)亞基結(jié)合著1個(gè)u或zn原子;n-sd分子量84000,由4個(gè)亞基構(gòu)成,每個(gè)亞基各含1個(gè)n原子;fe-sd分子量42000,由2個(gè)亞基構(gòu)成,每個(gè)亞基結(jié)合1個(gè)fe原子。低等植物以fe-sd和n-sd為主,高

4、等植物以u(píng)/zn-sd為主,u/zn-sd重要位于細(xì)胞質(zhì)和葉綠體中,n-sd重要位于線粒體中,fe-sd一樣平常位于一些植物的葉綠體中。另有證據(jù)表白,sd也位于過(guò)氧化物酶體和細(xì)胞外。到如今為止,sd在植物中的庇護(hù)作用重要通過(guò)轉(zhuǎn)基因本領(lǐng)(過(guò)量表達(dá))或通過(guò)斷定sd表達(dá)與活性氧脅迫抗性的相干程度來(lái)舉行研究。差異的sd基因在轉(zhuǎn)基因植株的表達(dá)有2種范例:一種范例是過(guò)量表達(dá)sd的轉(zhuǎn)基因植株未進(jìn)步脅迫耐煩,如過(guò)量表達(dá)矮牽牛葉綠體u/zn-sd的轉(zhuǎn)基因煙草,未得到對(duì)臭氧或甲基紫精引起的氧化損傷的耐受性;另一種范例是sd過(guò)量表達(dá)給予轉(zhuǎn)基因植株較好的活性氧脅迫耐煩,在轉(zhuǎn)基因苜蓿、煙草和棉花葉綠體中過(guò)量表達(dá)sd基因

5、,進(jìn)步了植株對(duì)氧化脅迫的耐煩,sd在苜蓿線粒體和馬鈴薯細(xì)胞質(zhì)中的過(guò)量表達(dá)也有同樣的結(jié)果。2過(guò)氧化氫酶at是植物體全部構(gòu)造普及存在的一種抗氧化酶,是生物氧化歷程中一系列抗氧化酶的終端,可以或許有用掃除植物體內(nèi)多余的h22,庇護(hù)膜布局3。2經(jīng)雙電子復(fù)原天生的h22,在at催化下歧化為2和h2,還可以掃除線粒體電子通報(bào)、脂肪酸-氧化及光呼吸氧化歷程中產(chǎn)生的h22。植物體內(nèi)的過(guò)氧化氫掃除酶屬于血紅素過(guò)氧化氫掃除酶,分子量22萬(wàn)24萬(wàn),由4個(gè)亞基構(gòu)成,每個(gè)亞基結(jié)合1個(gè)高鐵血紅素(fe3+)為輔基。at由多基因編碼,存在多個(gè)同系物,煙草的3種at基因編碼的卵白質(zhì)成效已得到確證。at1基因產(chǎn)物重要掃除光呼吸

6、歷程產(chǎn)生的h22,at2基因產(chǎn)物可特異性掃除活性氧脅迫歷程中產(chǎn)生的h22,at3基因產(chǎn)物重要掃除乙醛酸循環(huán)體中脂肪酸-氧化產(chǎn)生的h22。at雖是一種高效掃除h22的酶,但對(duì)h22的親和力較弱。at的活性受水楊酸和n等多種因子的影響,水楊酸大概非選擇性地庇護(hù)全部at的活性。情況信號(hào)可以引發(fā)細(xì)胞內(nèi)a2+敏捷、瞬時(shí)的增長(zhǎng),a2+信號(hào)可通過(guò)a等調(diào)治細(xì)胞生理歷程。a在a2+存鄙人能與植物at結(jié)合,激活at,表白a2+/a能通過(guò)刺激植物的at活性,下調(diào)體內(nèi)的h22程度。3過(guò)氧化物酶pd是活性較高的順應(yīng)性酶,可以或許反響植物生長(zhǎng)發(fā)育的特性、體內(nèi)代謝狀態(tài)以及對(duì)外界情況的順應(yīng)性。窘境脅迫能誘導(dǎo)植物構(gòu)造中pd活性

7、升高,這是植物對(duì)全部窘境脅迫的配合相應(yīng)。由于植物在遭受污染脅迫時(shí),產(chǎn)生大量有害的過(guò)氧化物,pd使用h22來(lái)催化這些對(duì)植物自身有迫害的過(guò)氧化物(pd底物)的氧化和剖析以維持自身的正常代謝,從而誘導(dǎo)了pd活性的增長(zhǎng)4。4小結(jié)植物細(xì)胞內(nèi)活性氧產(chǎn)生與掃除的平衡在遭受窘境脅迫或朽邁歷程中會(huì)遭到粉碎,從而引起自由基的積聚和膜脂過(guò)氧化,使膜體系的布局和成效受到損傷,造成植物細(xì)胞損害。作為內(nèi)源活性氧掃除劑的sd、pd和at可以或許在必然程度上掃除體內(nèi)過(guò)剩的活性氧,維持活性氧代謝平衡,庇護(hù)膜布局,使植物具有對(duì)抗窘境脅迫的本領(lǐng)。但這種維持有必然的限度,當(dāng)脅迫凌駕植物的蒙受極限時(shí),sd、pd和at活性落落或粉碎,膜脂質(zhì)過(guò)氧化作用加劇,細(xì)胞的正常代謝被粉碎,植物生長(zhǎng)受到按捺。5參考文獻(xiàn)1田敏,饒龍兵,李紀(jì)元.植物細(xì)胞中的活性氧及其生理作用j.植物生理學(xué)通訊,2022,41(2):235-238.2馮建燦,毛訓(xùn)甲,胡奇麗.光氧化脅迫條件下葉綠體活性氧的產(chǎn)生、掃除及防范j.西北植物學(xué)報(bào),2022,25(7):1487-149