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论文范文植物保护酶系统分析

论文类型:论文范文
论文字数:
论点:植物,胁迫,活性氧
论文概述:

这篇论文主要从植物体内的保护酶如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等进行了分析,为植物体内保护酶系统的研究提供参考。本论文由硕博论文网职称论文中心整理提供。

论文正文:

前言:本文主要分析植物中的保护酶,如超氧化物歧化酶和过氧化氢酶,为植物保护酶系统的研究提供参考。本论文由硕博纸网论文题目中心组织和提供。

植物保护酶系统分析

植物在不利条件下产生的活性氧(ROS)会破坏细胞膜和蛋白质等大分子物质,从而影响植物的正常生长发育。同时,在不利条件下,植物体内有一个保护性酶系统,即抗氧化酶系统,可以消除体内多余的自由基。植物中的抗氧化酶主要包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶。综述了三种抗氧化酶的主要特性和功能,为植物保护酶系统的研究提供参考。
关键词逆境;自由基;保护酶;特点;功能

植物在自然环境条件下生长,不可避免地受到各种压力,如重金属、干旱、盐、高温、低温、高辐射、紫外线、营养缺乏和空气污染。这些非生物胁迫都会产生次生胁迫,导致植物直接或间接形成过量的活性氧自由基(ROS),ROS对细胞膜系统、脂质、蛋白质和核酸等大分子有很强的破坏作用。在不利的条件下,植物也有一个保护酶系统,可以清除体内多余的自由基。这个保护性酶系统实际上是一个抗氧化系统。它由多种酶和还原性物质组成,其中超氧化物歧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化氢酶、过氧化物酶是主要的抗氧化酶。植物通过抗氧化酶增强其抗氧化作用,以提高其对不利条件的抵抗力,从而防止自由基毒性。

1超氧化物歧化酶[/BR/]植物在不利的胁迫条件下会产生活性氧物种胁迫。活性氧种类的积累主要是由大量的超氧化物自由基引起的,它们可以通过酶歧化或具有较强氧化活性的羟基自由基(OH)产生H2O2和O2。超氧化物歧化酶(超氧化物歧化酶)[1号在清除超氧化物自由基中起着关键作用。
超氧化物歧化酶是一种含金属的抗氧化酶,在植物界无处不在,种类繁多。这些不同类型的超氧化物歧化酶具有不同的分子量和氨基酸序列,位于酶活性中心的金属原子也不同[2]。根据超氧化物歧化酶结合的金属原子不同,植物超氧化物歧化酶可分为铜/锌超氧化物歧化酶、锰超氧化物歧化酶和铁超氧化物歧化酶三种类型。铜/锌超氧化物歧化酶的分子量为32,000,由两个亚基组成,每个亚基与一个铜或锌原子结合;锰超氧化物歧化酶的分子量为84,000,由4个亚基组成,每个亚基含有1个锰原子。铁超氧化物歧化酶的分子量为42,000,由两个亚单位组成,每个亚单位与一个铁原子结合。低等植物主要是铁超氧化物歧化酶和锰超氧化物歧化酶,高等植物主要是铜/锌超氧化物歧化酶,铜/锌超氧化物歧化酶主要位于细胞质和叶绿体中,锰超氧化物歧化酶主要位于线粒体中,铁超氧化物歧化酶一般位于某些植物的叶绿体中。还有证据表明超氧化物歧化酶也位于过氧化物酶体和细胞之外。
迄今为止,超氧化物歧化酶在植物中的保护作用主要是通过转基因手段(过表达)或通过鉴定超氧化物歧化酶表达与活性氧物种胁迫抗性之间的相关程度来研究的。不同超氧化物歧化酶基因在转基因植物中的表达有两种类型:一种是过表达超氧化物歧化酶的转基因植物不能提高胁迫耐受性,如过表达矮牵牛叶绿体铜/锌超氧化物歧化酶的转基因烟草不能获得对臭氧或甲基紫精引起的氧化损伤的耐受性;另一种类型是超氧化物歧化酶的过度表达赋予转基因植物更好的活性氧胁迫耐受性。超氧化物歧化酶基因在转基因苜蓿、烟草和棉花叶绿体中的过表达提高了植物对氧化胁迫的耐受性。超氧化物歧化酶在苜蓿线粒体和马铃薯细胞质中的过表达具有相同的作用。

2过氧化氢酶
cat是一种常见于植物所有组织中的抗氧化酶,是生物氧化过程中一系列抗氧化酶的末端,能有效去除植物中过量的H2O2,保护膜[3]的结构。O2双电子还原产生的H2O2在催化作用下歧化成O2和H2O,线粒体电子转移、脂肪酸β-氧化和光呼吸氧化产生的H2O2也能被去除。植物中的过氧化氢清除酶属于血红素过氧化氢清除酶,分子量为220,000-240,000,由4个亚基组成,每个亚基结合1个半蛋白(Fe3+)作为第二基团。猫由多个基因编码,并有多个同源物。烟草中三种猫基因编码的蛋白质功能已经得到证实。CAT1基因产物主要去除光呼吸过程中产生的H2O2,CAT 2基因产物特异性去除活性氧物种胁迫过程中产生的H2O2,CAT 3基因产物主要去除乙醛酸循环中脂肪酸β-氧化产生的H2O2。虽然猫是一种能有效去除H2O2的酶,但它对H2O2的亲和力很弱。
猫的活性受到水杨酸和一氧化氮等多种因素的影响,水杨酸可能无法选择性保护所有猫的活性。环境信号可引起细胞内Ca2+快速瞬时增加,Ca2+信号可通过CaM等调节细胞生理过程。CaM能与植物CAT结合,在Ca2+存在下激活CAT,表明Ca2+/CaM能通过刺激植物的CAT活性降低体内H2O2水平。

3过氧化物酶[/BR/]过氧化物酶(POD)是一种高活性的适应酶,能反映植物生长发育、体内代谢和对外界环境的适应性特征。胁迫可以诱导植物组织中过氧化物酶活性的增加,这是植物对所有胁迫的共同反应。由于植物在受到污染胁迫时会产生大量有害的过氧化物,过氧化物酶(POD底物)利用H2O2催化这些对植物本身有毒的过氧化物的氧化和分解,以维持其正常代谢,从而诱导过氧化物酶活性的增加[4]。

4摘要[/比尔/]植物细胞中活性氧种类的产生和清除之间的平衡将在胁迫或衰老期间被破坏,从而导致自由基的积累和膜脂质过氧化,破坏膜系统的结构和功能,并对植物细胞造成损害。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)作为内源性活性氧清除剂,可以在一定程度上清除体内多余的活性氧,维持活性氧的代谢平衡,保护细胞膜结构,使植物具有抵御胁迫的能力。然而,这种维护有一定的局限性。当胁迫超过植物的耐受极限时,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性降低或被破坏,膜脂过氧化作用增强,细胞的正常代谢被破坏,植物的生长受到抑制。

5参考[/比尔/] [1]田敏,拉奥龙冰,李继元。引用该论文[。植物生理学通讯,2005,41 (2): 235-238。[/比尔/] [2]冯建灿,毛训佳,胡李秀。引用该论文[。西北植物学杂志,2005,25 (7): 1487-1498。[/比尔/] [3]黄郁珊,罗光华。引用该论文[。植物学报,1997,39 (6): 522-526。[/BR/] [4]张凤琴,王友超,董俊德,等.重金属污水对木榄幼苗几种保护酶和膜过氧化的影响[[]。《热带海洋学学报》,2006,25(2):66-70。