植物体内的保护酶系统

植物体内的庇护酶体系摘要植物在窘境条件下产生的活性氧自由基(rs)会对植物的细胞膜以及卵白质等大分子物质产生粉碎作用,从而影响到植物的正常生长与发育。同时在窘境条件下植物体内存在庇护酶体系,即抗氧化酶体系,可以或许消除体内多余的自由基,植物体内的抗氧化酶重要有超氧化物歧化酶(sd)、过氧化氢酶(at)、过氧化物酶(pd),综述了3种抗氧化酶的重要特性及成效,以为植物体内庇护酶体系的研究提供参考。关键词窘境;自由基;庇护酶;特性;成效植物生长在天然情况条件下,不成制止地受到多种窘境胁迫,如重金属、干旱、盐、高温、低温、高辐射、紫外线、养分缺乏和大气污染。这些非生物胁迫均会产生次级胁迫,使植物直接或间接形成过量的活性氧自由基(rs),而rs对细胞膜体系、脂类、卵白质和核酸等大分子具有很强的粉碎作用。窘境条件下植物体同时存在庇护酶体系,可以或许扫除体内多余的自由基,这一庇护酶体系现实上是一个抗氧化体系,它由很多酶和复原性物质构成,此中超氧化物歧化酶(superxidedisutase,sd)、过氧化氢酶(atalase,at)、过氧化物酶(perxideenzye,pd)是重要的抗氧化酶,植物通过抗氧化酶增强抗氧化作用进步对窘境的抗性,从而防范自由基迫害。1超氧化物歧化酶植物在窘境胁迫条件下,会产生存性氧胁迫,活性氧的累积重要是由大量的超氧自由基所致,超氧自由基可通过酶促反响歧化天生h22和2,或产生氧化活性更强的羟基自由基(h)。对付扫除超氧自由基起关键作用的是超氧化物歧化酶(sd)1。sd是一种含金属的抗氧化酶,在植物界普及存在且具有多种范例。这些差异范例的sd具有差异的分子质量和氨基酸序列,并且位于酶活性中央的金属原子也差异2。按照sd所结合的金属原子的差异,植物sd可分为3种范例:u/zn-sd、n-sd和fe-sd。u/zn-sd分子量32000,由2个亚基构成,每个亚基结合着1个u或zn原子;n-sd分子量84000,由4个亚基构成,每个亚基各含1个n原子;fe-sd分子量42000,由2个亚基构成,每个亚基结合1个fe原子。低等植物以fe-sd和n-sd为主,高等植物以u/zn-sd为主,u/zn-sd重要位于细胞质和叶绿体中,n-sd重要位于线粒体中,fe-sd一样平常位于一些植物的叶绿体中。另有证据表白,sd也位于过氧化物酶体和细胞外。到如今为止,sd在植物中的庇护作用重要通过转基因本领(过量表达)或通过断定sd表达与活性氧胁迫抗性的相干程度来举行研究。差异的sd基因在转基因植株的表达有2种范例:一种范例是过量表达sd的转基因植株未进步胁迫耐烦,如过量表达矮牵牛叶绿体u/zn-sd的转基因烟草,未得到对臭氧或甲基紫精引起的氧化损伤的耐受性;另一种范例是sd过量表达给予转基因植株较好的活性氧胁迫耐烦,在转基因苜蓿、烟草和棉花叶绿体中过量表达sd基因,进步了植株对氧化胁迫的耐烦,sd在苜蓿线粒体和马铃薯细胞质中的过量表达也有同样的结果。2过氧化氢酶at是植物体全部构造普及存在的一种抗氧化酶,是生物氧化历程中一系列抗氧化酶的终端,可以或许有用扫除植物体内多余的h22,庇护膜布局3。2经双电子复原天生的h22,在at催化下歧化为2和h2,还可以扫除线粒体电子通报、脂肪酸-氧化及光呼吸氧化历程中产生的h22。植物体内的过氧化氢扫除酶属于血红素过氧化氢扫除酶,分子量22万24万,由4个亚基构成,每个亚基结合1个高铁血红素(fe3+)为辅基。at由多基因编码,存在多个同系物,烟草的3种at基因编码的卵白质成效已得到确证。at1基因产物重要扫除光呼吸历程产生的h22,at2基因产物可特异性扫除活性氧胁迫历程中产生的h22,at3基因产物重要扫除乙醛酸循环体中脂肪酸-氧化产生的h22。at虽是一种高效扫除h22的酶,但对h22的亲和力较弱。at的活性受水杨酸和n等多种因子的影响,水杨酸大概非选择性地庇护全部at的活性。情况信号可以引发细胞内a2+敏捷、瞬时的增长,a2+信号可通过a等调治细胞生理历程。a在a2+存鄙人能与植物at结合,激活at,表白a2+/a能通过刺激植物的at活性,下调体内的h22程度。3过氧化物酶pd是活性较高的顺应性酶,可以或许反响植物生长发育的特性、体内代谢状态以及对外界情况的顺应性。窘境胁迫能诱导植物构造中pd活性升高,这是植物对全部窘境胁迫的配合相应。由于植物在遭受污染胁迫时,产生大量有害的过氧化物,pd使用h22来催化这些对植物自身有迫害的过氧化物(pd底物)的氧化和剖析以维持自身的正常代谢,从而诱导了pd活性的增长4。4小结植物细胞内活性氧产生与扫除的平衡在遭受窘境胁迫或朽迈历程中会遭到粉碎,从而引起自由基的积聚和膜脂过氧化,使膜体系的布局和成效受到损伤,造成植物细胞损害。作为内源活性氧扫除剂的sd、pd和at可以或许在必然程度上扫除体内过剩的活性氧,维持活性氧代谢平衡,庇护膜布局,使植物具有对抗窘境胁迫的本领。但这种维持有必然的限度,当胁迫凌驾植物的蒙受极限时,sd、pd和at活性落落或粉碎,膜脂质过氧化作用加剧,细胞的正常代谢被粉碎,植物生长受到按捺。5参考文献1田敏,饶龙兵,李纪元.植物细胞中的活性氧及其生理作用j.植物生理学通讯,2022,41(2):235-238.2冯建灿,毛训甲,胡奇丽.光氧化胁迫条件下叶绿体活性氧的产生、扫除及防范j.西北植物学报,2022,25(7):1487-1498.3黄玉山,罗广华.镉诱导植物的自由基过氧化损伤j.植物学报,1997,39(6):522-526.4张凤琴,王友绍,董俊德,等.重金属污水对木榄幼苗几种庇护酶及膜质过氧化作用的影响j.热带海洋学报,2022,25(2):66-70.