تحقیق درباره فعاليت، شوري، آنزيمهاي، آنزيم

دانلود پایان نامه ارشد

elaagnifolia، P. arabica،P. oreientalis ، P. communis و P. scoparia بررسي و گزارش کردند که محتواي فنل کل در تمامي جنسهاي مطالعه شده با افزايش غلظت شوري تا 120 ميلي مولار، بهطور معنيداري افزايش يافت. بيشترين محتواي فنل کل در سطح تنش شوري 120 ميلي مولار و در جنسهاي Prunus reuteri،P. glauca و P. elaagnifolia، مشاهده شد. در مجموع صفات بررسي شده در اين تحقيق، جنسهاي Prunus reuteri،P. glauca به عنوان متحملترين جنسهاس بادام به شوري تشخيص داده شده بودند.
1-14- اثرات تنش شوري بر خصوصيات بيوشيميايي بادام و ساير درختان ميوه
1-14-1- اثرات تنش شوري بر مکانيسمهاي دفاعي آنزيمي
سيستم آنزيمي از آنزيمهاي سوپراکسيد ديسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT)، پراکسيداز (POD)، آسکوربات پراکسيداز (APX)، گاياکول پراکسيداز (GPX) و گلوتاتيون ردوکتاز (GR) تشکيل‌شده است [Zhao et al., 2006].
تنشهاي شوري و خشكي ژن‌هاي آنزيم‌هاي سميت زدايي که در بالا به آنها اشاره شد، را تحريك مي‌كند [Yamaguchi-Shinozaki, 1996] . يك انفجار(Burst) اكسيداتيو ممكن است به عنوان محركي براي واكنش به تنش اسمزي عمل كند. بعلاوه، تغيير در كشش فيزيكي اسكلت سلولي در طول تنش آبي ممكن است يكي از محرك‌هاي واكنش اسمزي باشد. برخي از ژن‌هاي قابل تحريك با تنش آبي بوسيله تماس نيز تحريك مي‌شوند [Yamaguchi-Shinozaki, 1996] . تماس نه تنها آزاد شدن Ca2+ را در سيتوپلاسم، بلكه بسياري از ژن‌ها به نام ژن‌هاي تماسي را نيز تحريك مي‌كند، مثل calmodulin ها، پروتئين‌هاي متصل شونده به Ca2+ ، xyloglucan ,endotrans glycosylase و پروتئين كينازهاي درگير در آبشاره MAPK. با اين وجود، هنوز مكانيزم درك انفجار اكسيداتيو يا تماس، مشخص نشده است.
1-14-1-1 سوپراکسيد ديسموتاز (SOD)
آنزيم سوپراکسيد ديسموتاز سبب تبديل راديکال سوپراکسيد به پراکسيد هيدروژن ميگردد.

کاهش فعاليت سوپراکسيد ديسموتاز، تجمع اين راديکال را در پي دارد. اين راديکال به نقاط کليدي متابوليسم آسيب وارد ميکند، طوري که راديکال نامبرده، سبب اکسيد شدن اسيدهاي آمينه تريپتوفان، متيونين و هيستيدين ميگردد [Zhao et al., 2006]. اسيدهاي آمينه مذكور علاوه بر شركت در ساختار پروتئينها و آنزيمها، به عنوان سوبستراي اوليه بيوسنتز تركيبات مهم ديگري كه در متابوليسم سلول وظايف كليدي را بر عهده ‌دارند، به كار ميروند. براي نمونه، تريپتوفان در بيوسنتز اسيد نيكوتينيك [Zhao et al., 2006]، اکسين [Zhao et al., 2002] و ملاتونين [Bessaeu et al., 2006] شركت دارد كه هر کدام از اينها به نوبه خود نقش مؤثري را در سلول ايفا ميكنند. فرم آميدي اسيد نيكوتينيك در ساختار دينوكلئوتيدهاي NAD?و NADP? شركت دارد [Zhao et al., 2006]. دينوكلئوتيدهاي مذكور در راهاندازي زنجير انتقال الكترون ميتوكندري [Endo et al.,1999] و كلروپلاست [Hall and Rao, 1998]، واكنشهاي اكسيداسيون-احيا و در برخي از چرخههاي دفاعي سلول بسيار مؤثرند [Fridovich, 1989]. به علاوه راديکال سوپراکسيد، سبب غير فعال شدن آنزيمهاي کاتالاز و پراکسيدازها که از مهمترين آنزيمهاي جمعآوري‌کننده پراکسيد هيدروژن ميباشند، خواهند شد [Halliwell, 2006]. افزون بر اين راديکال سوپراکسيد، موجب غير فعال شدن برخي از آنزيمهاي دخيل در توليد انرژي و متابوليسم اسيدهاي آمينه ميشوند. اين آنزيمها محتوي کلاسترهاي آهن_سولفور ميباشند که راديکال سوپراکسيد موجب اکسيداسيون کلاسترها، آزاد شدن آهن موجود در آنها و درنتيجه غير فعال شدن آنها ميشود [Halliwell, 2006].
1-14-1-2- کاتالاز (CAT)
پراکسيد هيدروژن براي سلولهاي گياهي بخصوص اندامک کلروپلاست بسيار سمي است. زيرا در غلظتهاي خيلي پايين، باعث ممانعت از فعاليت آنزيمهاي چرخه کلوين خصوصاً آنزيمهاي داراي گروه سولفيدريل مثل گليسرآلدئيد 3-فسفات دهيدروژناز و فروکتوز 1 و 6 بيسفسفاتاز ميگردد [Pan et al., 2006, Takeda et al., 1995]. H2O2 به وسيله گليكولات اكسيداز در چرخه C2 تنفس نوري توليد ميشود؛ بنابراين حذف پراکسيد هيدروژن براي جلوگيري از آسيبهاي سلولي ضروري است. آنزيم کاتالاز مسئول تجزيه آباکسيژنه به آب و اکسيژن مولکولي است و نيازي به ترکيب احياء کننده همراه ندارند [Mallick and Mohn, 2000].

البته کاتالاز فقط در پراکسيزوم واقع شده است و به نور بسيار حساس است، بنابراين دامنه فعاليت آن براي سمزدايي آباکسيژنه محدود است. زماني که مقدار ROS تحت شرايط تنش خيلي زياد شود، در سمزدايي گونههاي فعال شرکت ميکند [Mittler, 2002] و آنزيمهاي ديگري بايد در اين سمزدايي سهيم باشند که از آن جمله ميتوان پراکسيدازها را نام برد [Mallick and Mohn, 2000].
1-14-1-3-پراکسيدازها
پراکسيدازها گروهي از آنزيمهاي آنتياکسيداتيو هستند که باعث تجزيه آباکسيژنه به وسيله اکسيداسيون يک ماده همراه ميشوند و در سيتوزول، واکوئل، کلروپلاست و فضاي خارج سلولي وجود دارند و بر اساس ترکيب همراهشان تقسيم بندي ميشوند:
1-14-1-3-1-آسکوربات پراکسيداز (APX)
آسکوربات پراکسيداز آنزيم آنتياکسيداني است که در چرخه آسکوربات-گلوتاتيون شرکت ميکند و فعاليت اين چرخه در کلروپلاست، سيتوسول، پراکسيزوم و آپوپلاست گزارش شده است [Asada, 1999]. اين آنزيم از آسکوربات، به عنوان عامل احيا کننده استفاده کرده و آباکسيژنه را به آب و اکسيژن تجزيه ميکند و در گياهان تحت تنش خشکي و شوري به کرات مطالعه شده است [Sgherri et al., 2000, Bartoli et al., 1999].
AA+H_2 O_2?DHA+2H_2 O
ميل ترکيبي زياد آسکوربات پراکسيداز به آباکسيژنه نشان ميدهد که چرخه آسکوربات-گلوتاتيون نقش حياتي در کنترل سطح ROS در اندامکهاي سلولي دارد [Mittler, 2002].
1-14-1-3-2- گاياکول پراکسيداز (GPX)
اين آنزيم از اکسيداسيون ترکيبات فنلي مثل گاياکول براي سمزدايي و تجزيه آباکسيژنه استفاده ميکند و در سيتوسول، واکوئل و ديواره سلولي ديده ميشود [Blokhina., 2003].
Donor+H_2 O_2?DHA+2H_2 O
منظور از ترکيبات دهنده (Donor) ترکيبات فنولي مثل گاياکول است که ميتوانند به عنوان دهنده الکترون به پراکسيد هيدروژن عمل کنند.
1-14-2- اثرات تنش شوري بر فعاليت آنزيمهاي پراکسيداز، کاتالاز،آسکوربات پراکسيداز در بادام و ساير درختان ميوه
گزارش شده است که تنش شوري، هومئوستازي پتانسيل آب و توزيع يون را هم در سطح سلول و هم در سطح کل گياه برهم ميزند و موجب تنش اسمزي ميشود. اين کمبود آب موجب ايجاد گونههاي اکسيژن واکنش پذير(ROS) مانند سوپراکسيد هيدروژن، راديکال هيدروکسيد و اکسيژن ميشود. اين اکسيژنهاي فعال شده سيتوزولي، موجب اختلال در متابوليسم از طريق خسارت اکسيداتيو بر ليپيدها، پروتئينها و اسيدهاي نوکلئيک ميشود و فعاليت آنزيمهاي اکسيدانت مانند کاتالاز، پراکسيداز، آسکوربات و گلوتامين رداکتاز را تحت تنش افزايش ميدهد [Sorkheha et al., 2011].
فعاليت آنزيمهاي آنتياكسيدا نتي مانند كاتالاز، آسكوربات پراكسيداز، پراكسيداز، گلوتاتيون ردوكتاز و سوپراكسيد ديسموتاز تحت تنش شوري در گياهان افزايش پيدا ميکنند و ارتباطي بين ميزان آنزيمها و مقاومت به شوري وجود دارد [Jithesh et al., 2006].
تحمل به شوري، به يك سيستم آنتي اكسيداني كارآمد بستگي دارد و در ارقام متحملتر و در سطوح بالاي شوري، ميزان فعاليت آنزيمهاي آنتي اكسيدان بيشتر است [Erturk et al., 2007].
رهنمون و همکاران ]1392[، تأثير سطوح مختلف شوري را روي تغييرات آنزيمي در 47 ژنوتيپ بادام بررسي و گزارش کردند که به موازات انباشت يونهاي سديم و كلر در برگ، فعاليت آنزيمهاي آنتي اكسيدان كاتالاز و آسكوربات پراكسيداز با افز ايش سطوح نمك تا 75 ميلي مول روند افزايشي معنيداري داشت. فعاليت آنزيم پراكسيداز تا سطح شوري 50 ميلي مول افزايشي و در سطوح بالاتر، كاهشي بود.
سرخه و همکاران [Sorkheh et al., 2012]، اثر تنش شوري در چهار سطح 0، 40، 80 و 120 ميلي مولار را بر تغييرات فعاليت آنزيمهاي کاتلاز، پراکسيدار و سوپراکسيد ديسموتاز در 8 جنس مختلف بادام شامل P. reuteri، P. lycioides ،P. glauca ، P. elaagnifolia، P. arabica،P. oreientalis ، P. communis و P. scoparia بررسي و گزارش کردند که فعاليت آنزيم سوپر اکسيد ديسموتاز در تمامي جنسهاي مطالعه شده با افزايش غلظت شوري تا 120 ميلي مولار، بهطور معنيداري افزايش يافت. بهطوريکه بيشترين فعاليت آنزيم سوپر اکسيد ديسموتاز در سطح تنش شوري 120 ميلي مولار و در جنسهاي P. reuteri،P. glauca ، P. arabica و P. scopariaمشاهده شد. فعاليت آنزيم پراکسيداز نيز در تمامي جنسهاي مطالعه شده با افزايش غلظت شوري تا 120 ميلي مولار، افزايش يافت ولي تنها در جنسهاي P. arabica و P. lycioides، ميزان افزايش فعاليت آنزيم پراکسيداز در سطح 120 ميلي مولار نسبت به سطح شوري 80 ميلي مولار معنيدار بود. فعاليت آنزيم کاتالاز نيز در تمامي جنسهاي مطالعه شده با افزايش غلظت شوري تا 40 ميلي مولار، بهطور معنيداري نسبت به گياهان شاهد، افزايش يافت. سپس با افزايش بيشتر غلظت شوري و در سطوح 80 و120 ميلي مولار، ميزان فعاليت آنزيم کاتالاز بهطور معنيداري نسبت به گياهان شاهد، کاهش يافت. در مجموع صفات بررسي شده در اين تحقيق، جنسهاي P. reuteri،P. glauca و پس از آنها جنس P. scoparia که بهترتيب داراي بالاترين ميزان فعاليت در آنزيمهاي سوپراکسيد ديسموتاز و پراکسيداز بودند، به عنوان متحملترين جنسهاي بادام به شوري تشخيص داده شدند.
اثر تنش خشکي در چهار سطح 0، 6/0-، 1-، 5/1- مگا پاسکال بر ميزان فعاليت آنريم پراکسيداز در دو رقم انگور شاهاني و بيدانه سفيد بررسي و گزارش شد که فعاليت اين آنزيم با افزايش سطح تنش خشکي تا 1- مگاپاسکال بهطور معنيداري نسبت به گياهان شاهد افزايش يافت و ميزان فعاليت آن در رقم شاهاني بيشتر از رقم بيدانه سفيد بود ]طلايي و همکاران، 1390[.
اثر تنش خشکي در دو سطح شاهد و 5/1- مگاپاسکال بر ميزان فعاليت آنزيم پراکسيداز در 6 رقم زيتون زرد، روغني، فيشمي، نبالي، آربكين و گوردال) طي سه مرحله متناوب (تنش و آبياري مجدد بررسي و گزارش شد كه با افزايش تنش خشكي فعاليت آنزيم پراکسيداز در برگ تمامي ارقام مورد مطالعه بهطور معنيداري افزايش يافت و ميزان آن در ارقام مختلف زيتون متفاوت بود ]ضرابي و همکاران، 1389[.
1-14-3- اثرات تنش شوري بر محتواي پراکسيد هيدروژن در بادام و ساير درختان ميوه
اکسيد نمودن اسيدهاي آمينه مهمي نظير تريپتوفان، هيستيدين و متيونين ناشي از اثرات مخرب راديکال سوپراکسيد ميباشد et al., 2001] [Breusegem. همچنين دليل سميت بيولوژيک پراکسيد هيدروژن را به اکسيد نمودن گروههاي تيول نسبت ميدهند [Yamazaki et al., 2003]. بعلاوه برخي از آنزيمهاي چرخه كالوين نظير ريبولوز بيفسفات كيناز و بيفسفاتازها به مقادير غير طبيعي و بالايي به اين ماده حساس بوده و فعاليت آنها در اين شرايط كاهش مييابد. کاهش فعاليت آنزيمهاي مذكور سبب كاهش تثبيت دياکسيد كربن در چرخه كالوين ميگردد [Yamazaki et al., 2003; Vaidyanathan et al, 2003]. راديکال هيدورکسيل، سميترين شکل فعال احياي ناقص اکسيژن است که از ميل ترکيبي شديدي با ماکرومولکولهاي حياتي سلول، برخوردار ميباشد [Yamazaki et al., 2003].
از اين ميان آنزيمهاي كاتالاز، پراكسيداز و آسكوربات پراكسيداز با اينكه همگي از بين برندة پراكسيد هيدروژن محسوب ميشوند، ولي هر كدام حوزة فعاليت جداگانهاي در داخل سلول دارند [Smirnoff, 1993] . کاتالاز يکي از آنزيمهاي آنتي اکسيدان مهم است که پراکسيد هيدروژن را به آب و اکسيژن تبديل مي کند [Mittler, 2002]. آنزيم پلي فنول اکسيداز تبديل مونوفنولها را به دي فنولها و همچنين اکسيداسيون دي فنولها را به کو ئينونها که در پلي مريزاسيون رنگدانه نقش دارند، کاتاليز مي کند et al., 2001] [Breusegem. آنزيم پراکسيداز هم در شکستن پراکسيد هيدروژن نقش دار د و در

پایان نامه
Previous Entries تحقیق درباره شوري، and، افزايش، گياهان Next Entries تحقیق درباره شوري، افزايش، پرولين، اسمزي