植物體內的保護酶系統(tǒng)

1、植物體內的庇護酶體系摘要植物在窘境條件下產生的活性氧自由基(rs)會對植物的細胞膜以及卵白質等大分子物質產生粉碎作用,從而影響到植物的正常生長與發(fā)育。同時在窘境條件下植物體內存在庇護酶體系,即抗氧化酶體系,可以或許消除體內多余的自由基,植物體內的抗氧化酶重要有超氧化物歧化酶(sd)、過氧化氫酶(at)、過氧化物酶(pd),綜述了3種抗氧化酶的重要特性及成效,以為植物體內庇護酶體系的研究提供參考。關鍵詞窘境;自由基;庇護酶;特性;成效植物生長在天然情況條件下,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產生次級脅迫,使植物直接

2、或間接形成過量的活性氧自由基(rs),而rs對細胞膜體系、脂類、卵白質和核酸等大分子具有很強的粉碎作用。窘境條件下植物體同時存在庇護酶體系,可以或許掃除體內多余的自由基,這一庇護酶體系現實上是一個抗氧化體系,它由很多酶和復原性物質構成,此中超氧化物歧化酶(superxidedisutase,sd)、過氧化氫酶(atalase,at)、過氧化物酶(perxideenzye,pd)是重要的抗氧化酶,植物通過抗氧化酶增強抗氧化作用進步對窘境的抗性,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,會產生存性氧脅迫,活性氧的累積重要是由大量的超氧自由基所致,超氧自由基可通過酶促反響歧化天生h2

3、2和2,或產生氧化活性更強的羥基自由基(h)。對付掃除超氧自由基起關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個亞基構成,每個亞基結合著1個u或zn原子;n-sd分子量84000,由4個亞基構成,每個亞基各含1個n原子;fe-sd分子量42000,由2個亞基構成,每個亞基結合1個fe原子。低等植物以fe-sd和n-sd為主,高

4、等植物以u/zn-sd為主,u/zn-sd重要位于細胞質和葉綠體中,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。另有證據表白,sd也位于過氧化物酶體和細胞外。到如今為止,sd在植物中的庇護作用重要通過轉基因本領(過量表達)或通過斷定sd表達與活性氧脅迫抗性的相干程度來舉行研究。差異的sd基因在轉基因植株的表達有2種范例:一種范例是過量表達sd的轉基因植株未進步脅迫耐煩,如過量表達矮牽牛葉綠體u/zn-sd的轉基因煙草,未得到對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過量表達給予轉基因植株較好的活性氧脅迫耐煩,在轉基因苜蓿、煙草和棉花葉綠體中過量表達sd基因

5、,進步了植株對氧化脅迫的耐煩,sd在苜蓿線粒體和馬鈴薯細胞質中的過量表達也有同樣的結果。2過氧化氫酶at是植物體全部構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多余的h22,庇護膜布局3。2經雙電子復原天生的h22,在at催化下歧化為2和h2,還可以掃除線粒體電子通報、脂肪酸-氧化及光呼吸氧化歷程中產生的h22。植物體內的過氧化氫掃除酶屬于血紅素過氧化氫掃除酶,分子量22萬24萬,由4個亞基構成,每個亞基結合1個高鐵血紅素(fe3+)為輔基。at由多基因編碼,存在多個同系物,煙草的3種at基因編碼的卵白質成效已得到確證。at1基因產物重要掃除光呼吸

6、歷程產生的h22,at2基因產物可特異性掃除活性氧脅迫歷程中產生的h22,at3基因產物重要掃除乙醛酸循環(huán)體中脂肪酸-氧化產生的h22。at雖是一種高效掃除h22的酶,但對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全部at的活性。情況信號可以引發(fā)細胞內a2+敏捷、瞬時的增長,a2+信號可通過a等調治細胞生理歷程。a在a2+存鄙人能與植物at結合,激活at,表白a2+/a能通過刺激植物的at活性,下調體內的h22程度。3過氧化物酶pd是活性較高的順應性酶,可以或許反響植物生長發(fā)育的特性、體內代謝狀態(tài)以及對外界情況的順應性。窘境脅迫能誘導植物構造中pd活性

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