WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |

Таким образом,контроль за уровнем ПОЛ в проросткахпшеницы осуществляют какнизкомолекулярные антиоксиданты, так ипероксидаза. При этом ведущая роль врегулировании ПОЛ в надземной частипреимущественно принадлежитнизкомолекулярным антиоксидантам, где засчет активного фотосинтеза идет ихнакопление. В корнях эта функция возложенана пероксидазу, высокая активность которойобеспечивает поддержание определенногоуровня ПОЛ.

Активность ПО впроростках пшеницы, семена которыхзамачивали при 5 С и 23 С, проявлялась в своеобразнойдинамике и зависела от природы исследуемыхчастей пшеницы. Отмечался линейный ростактивности пероксидазы в зерне с небольшимопережением у зерен II группы. Зависимости активностипероксидазы надземной части проростковпшеницы имели вид "качелей" с постепеннымснижением в первые 3-4 дня, а затемповышением к 7-му дню прорастанияпроростков. Причем более высокиепоказатели активности пероксидазы были усемян IIгруппы. В корнях семян II группы в первые 2-3дня понижалась активность пероксидазы итолько на 7-ой день отмечался ее рост.Зависимость активности ПО у корней семянI группыпринимала вид затухающих колебаний свозрастанием активности на 3-й и 6-й день ипонижением к седьмому дню прорастаниякорней до нормы. Причем активность ПО вкорнях семян Iгруппы была 1,5-2,5 раза выше, чем у корнейсемян IIгруппы. Мотивацией к повышению активностипероксидазы является проявлениекомпенсаторных антиоксидантныхмеханизмов, направленных напредотвращение развития окислительногоповреждения тканей, вызванныхвоздействием низких температур.

Таким образом,антиоксиданты и пероксидаза входят вединую систему антиоксидантной защитырастений, где выполняют строгоспециализированные функции. Пероксидаза,являясь окислительно-восстановительнымферментом, контролирует уровень перекисиводорода и антиоксидантов в семенах ипроростках пшеницы, а АО накапливаясь втканях, участвуют в реакциях подавленияобразования свободных радикалов, кромеэтого могут регулировать активностьпероксидазы, осуществляя общий контроль задеятельностью системы антиоксидантнойзащиты.

2.4.Биохимические процессы и антиоксидантныйстатус при различных режимахаэрации

При производствепивоваренного солода все большейпопулярностью пользуется анаэробноесолодоращение, которое имеет рядпреимуществ: снижается расход питательныхвеществ на дыхание и рост, сокращаетсявремя солодоращения при достаточномнакоплении ферментов, резко активируетсяпуллуланаза, улучшаются технологическиесвойства солода и др. (Карпенко и др., 2000).

Изменение активностиоксидоредуктаз при солодоращении ячменяпредставлены в таблице 10. Активностьоксидазных ферментов возрастала в течениевсего времени проращивания. Следуетотметить, что активность окислительныхферментов в солодовых гусарах гораздовыше, чем в зерне. Наибольший пик ПОЛнаблюдается на 6-7 сутки солодоращения.

Известно, что из-занарушения метаболических систем, сахара ванаэробных условиях не могут полноценноиспользоваться в качестве энергетическихсоединений (Чиркова, 2002). Возрастаниеконцентрации низкомолекулярных АО в концесолодоращения обусловлено образованием впроцессе гидролиза восстанавливающихуглеводов, обладающих антиоксидантнымисвойствами.

Активность ПФОнезначительно возрастает в условияхначинающейся гипоксии. В измененииактивности пероксидазы наблюдается резкийскачок после первых суток пребывания вгипоксии. Длительное нахождение солода ванаэробных условиях приводит к снижениюактивности как антиоксидантных ферментов,так и активности терминальных оксидаз нафоне накопления продуктов перекисногоокисления липидов.

Таблица 9 - Изменениеантиоксидантного статуса и интенсивностиперекисного окисления липидов приаэробном (Аэр) и анаэробном (Ана)солодоращении ячменя сорта Дворан

Про-раста-ние, сутки

МДА,

мкМ/г с.в.

АО,

мкг/г.с.в.

СОД,

ед.акт./г.с.в.

ПО,

мкМ/мин

г.с.в.

ГР,

мкМ/мин

г.с.в.

Аэр

Ана

Аэр

Ана

Аэр

Ана

Аэр

Ана

Аэр

Ана

Зерновка

1

2

3

4

5

6

7

8

0,064

0,113

0,144

0,101

0,256

0,271

0,247

0,277

-

-

-

0,180

0,311

0,404

0,370

0,303

175,2

216,1

268,5

376,1

455,4

612,7

546,2

410,2

-

-

-

275,4

544,1

503,2

550,7

455,3

11,3

16,6

18,1

20,0

21,3

20,1

21,3

22,5

-

-

-

23,4

25,4

24,6

24,0

21,7

17,6

21,0

26,2

23,6

35,5

46,4

57,1

46,7

-

-

-

33,2

47,6

34,5

39,3

34,0

0,8

1,7

1,0

0,7

0,7

0,4

0,4

0,1

-

-

-

1,5

1,6

1,0

0,6

0,2

Солодовые ростки

3

4

5

6

7

8

0,173

0,177

0,221

0,238

0,260

0,301

-

0,220

0,404

0,487

0,511

0,573

176,1

153,7

110,0

57,2

54,5

51,7

-

93,2

44,4

40,5

31,1

33,4

38

55

60

57

54

61

-

74

70

48

46

23

167,5

194,4

207,2

261,3

240,1

237,1

-

277,4

303,4

322,1

304,6

260,6

1,4

1,0

0,7

0,4

0,4

0,3

-

2,1

0,4

0,1

0,2

0,1

Активность АДГколебательно снижалась в течение всеговремени прорастания ячменя в аэробныхусловиях, с кратковременным подъемомактивности в солодовых ростках на 4 сутки.Активность Г6ФДГ резко возрастала вгусарах на 3 сутки, а затем постепенноснижалась. Активностьдегидрогеназ в течение первых двух сутокнахождения в условиях гипоксии постепенновозрастала. Равновесиеалкогольдегидрогеназной активности впервые двое суток анаэробиоза сдвинуто всторону образования этанола, который можетслужить в условиях стресса энергетическимсубстратом для клеток, регулироватьинтенсивность ПОЛ и проницаемостьклеточных мембран. Известно, что дляподдержания высокой скорости гликолизанеобходимо непрерывное реокислениевосстанавливающихся в ходегликолтического процесса коферментов. Вусловиях гипоксии, когдаэлектрон-транспортная сеть митохондрийотключена, окисление НАДН можетпроисходить в конечных реакцияхспиртового брожения. Следовательно, сдвигравновесия реакции в сторону образованияэндогенного этанола является одним измеханизмов реактивности системы на стресс.

Своеобразная динамикападения активности оксидаз и дегидрогеназуказывает на разобщение метаболическихпроцессов при длительной гипоксии из-занакопления продуктов анаэробногоокисления веществ и перекисного окислениялипидов.

При гипоксииповышается значение низкомолекулярных АО,чья избыточность и относительная свободамиграции в клеточной и тканевой средевыступает на передний план (Мерзляк, 1989).Показано, что в первые сутки анаэробногосолодоращения снижение концентрациинизкомолекулярных АО сопровождалосьнакоплением продуктов ПОЛ. Максимальноесодержание АО наблюдается на 6-7 суткисолодоращения. Продолжительное анаэробноесолодоращение приводит к разобщениюокислительных процессов, снижениюантиоксидантной активности и накоплениюпродуктов ПОЛ.

2.5. Влияниеультрафиолетового облучения на перекисноеокисление липидов и активностьантиоксидантной системы

В последние годыпредприняты многочисленные попытки,позволяющие выяс­нить метаболическую основу покоясемян и выхода из него, в связи с этим былпредложен ряд теорий, из которых всебольшее при­знание получают те, в которыхрассматриваются окислительные процессы,такие, как гликолиз, ЦТК, ПФП. Правда,остается неяс­ным вопрос о природе активации этихпроцессов, а также о механизмах ихблокировки при покое семян (Робертси, Смит, 1982).

Нами показано, чтовсхожесть семян ячменя зависит не толькоот продолжительности УФ облучения, но и отстепени набухания семян. Кратковременноеоблучение ячменя в первые часы набуханияприводит к повышению всхожести семян. УФоблучение после 12 ч набухания семян неспособствует достоверному повышениювсхожести. Обращает на себя внимание тотфакт, что длительное облучение после 24 чзамачивания приводит к резкому снижениювсхожести семян.

Для объяснениябиохимического механизма активациипрорастания семян ячменя была изученаактивность оксидоредуктаз в различныхчастях, принимающих непосредственноеучастие в биохимических процессахактивации метаболизма. Установлено, чтомалые дозы облучения могут изменятьпериодичность возрастания активностиферментов со сдвигом экстремумов на болеераннее время. Кратковременное облучениесемян в течение 15 мин после двухчасовогонабухания приводит к резкому повышениюактивности оксидоредуктаз в зародыше ищитке.

Именно работаанаэробного биохимического окисленияважна для выхода семян из состояния покоя.Поэтому активация Г6ФДГ и АДГ в набухающихсеменах после кратковременного облученияуказывает на то, что УФ провоцирует запускокислительных процессов на более раннихэтапах набухания, способствуя выходу семяниз состояния покоя. Высокая активность ПО указывает навозможность участия фермента в окислениикоферментов, способствуя, таким образом,протеканию ферментативного процесса сучастием дегидрогеназ (Лебедева, Угарова,1997). Следует отметить, что воздействиеУФ на более поздних этапах набухания, когдавлажность уже достигла необходимогоуровня, в результате чего активировалисьразличные классы ферментов, приводит кснижению всхожести из-за инактивацииферментов семян с последующим ихпротеолизом (Арчаков, Мохосоев, 1989).

Намибыли отобраны сухие семена, облученные втечение двух и десяти часов. В качествеконтроля использовали семена, неподвергавшиеся УФ облучению. Показано, чтопосле УФ облучения в процессе набухания всеменах отмечается резкое возрастаниесодержание МДА, приводящее ккомпенсаторному накоплениюнизкомолекулярных АО. Так, поледвухчасового облучения в набухающихсеменах резко повышается концентрация МДАс последующим снижением к 24 ч. Несколькоиная динамика ПОЛ наблюдается в семенах,подвергнутых облучению в течение десятичасов. Интересно отметить, что длительноеоблучение семян приводит к интенсивнойпероксидации липидов в период ихнабухания.

На основании нашихрезультатов можно сделать вывод о том, чтодлительное и сильное стрессовоевоздействие может привести к понижениювсхожести или к полной потережизнеспособности, тогда каккратковременное облучение активируетокислительные процессы на более раннихстадиях набухания, способствуя запускупрограммы прорастания семян.

3.Низкомолекулярные антиоксиданты -субстраты и регуляторы активностипероксидазы

3.1. Низкомолекулярныеантиоксиданты – субстраты растительныхпероксидаз

В работе показано, чтоаскорбиновая кислотаявляется медленно окисляемымсубстратом, в стационарныхусловиях начальная скоростьпероксидазного окисления подчиняетсяуравнению Михаэлиса-Ментен. Интересно, чтопероксидазное окисление аскорбиновойкислоты может сопровождатьсяактивированием ПО при ее концентрации (22-220мкМ) и ингибированием фермента приконцентрации АК (264-352 мкМ). Эффектактивирования и ингибирования отмечалсяпри всех изученных значениях рН(4,0-8,0).

Пероксидазноеокисление АК зависит от числа молекулсубстрата, взаимодействующих сокисленными формами фермента (Е1 и Е2). При связываниидвух и более молекул АК наблюдаетсяактивирование фермента. Однако связываниенескольких (6-9) молекул АК ингибируетпероксидазу. Связывание одной молекулы АКс Е1достаточно прочное, поскольку Кm1 составляет 6,1-11,5мкМ, что соизмеримо с величинами константсвязывания быстро окисляемого субстратаПО о-дианизидина, у которого Кm при рН 3,7-7,0составляет 11-20 мкМ. Дополнительноесвязывание других молекул АК в 40-50 раз хуже.Причем Кmсвязывания субстрата с окисленнымиформами фермента мало зависит от рН. Если сферментом связываются более одноймолекулы субстрата, то последующеекаталитическое превращение АК улучшается.Количество связавшихся молекул,ингибирующих фермент, зависит от рН.

Следует отметить, чтопри окислении медленно окисляемыхсубстратов, таких как аскорбиноваякислота, в пероксидазных реакциях заложенсложный регуляторный механизм, имеющийбиологическое значение. При связываниидвух молекул АК процесс пероксидазногоокисления аскорбиновой кислоты будетускоряться, а избыток аскорбиновой кислотыпонижает каталитическую активностьфермента. По-видимому, данный регуляторныймеханизм обеспечивает выполнениеизбирательной антиоксидантной функциипероксидазы в растениях.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»