نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• شهریار سعیدیان ¹
• ژیلا زارعی ²
• نبی خلیلی اقدم ³
• بهاالدین رشیدزاده ⁴
• محمد قادرمرزی ⁵

¹ بیوشیمی - دانشگاه پیام نور - تهران - ایران

² کارشناس ارشد بیوشیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

³ دانشیار علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

⁴ استادیار شیمی، گروه زیست شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

⁵ گروه زیست شناسی، رشته بیوشیمی، دانشکده علوم دانشگاه پیام نور

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: گیاهان دارای سیستم‌های آنتی اکسیدانی کارآمد برای خنثی کردن سطوح سمی گونه‌های فعال اکسیژن هستند که شامل اجزای مختلف آنزیمی و غیرآنزیمی هستند. آسکوربات پراکسیداز، یک آنزیم کلیدی در این زمینه است که در کنترل سطوح گونه‌های فعال اکسیژن سمی در بخش‌های مختلف درون سلولی عمل می‌کند. بیان آسکوربات پراکسیداز در برخی از مراحل رشد و تحت تنش‌های زیستی و غیرزیستی تعدیل می‌شود، که نشان‌دهنده اهمیت فعالیت آسکوربات پراکسیداز در کنترل محتوای H2O2 در محفظه‌های درون سلولی است.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق، از توت سیاه با نام علمی Niger Morusعصاره آنزیمی تهیه شده و به لحاظ سینتیکی در حضور نمک‌های مختلف مورد سنجش قرار گرفت. فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز با توجه به میزان اکسایش سوبسترای آسکوربات و در طول موج 290 نانومتر و با بهره‌گیری از ضریب خاموشی cm-1mM-18/2 اندازه‌گیری شد. برای تعیین دمای بهینه فعالیت آنزیم، سنجش آسکوربات پراکسیداز در دمای 80-25 درجه سانتی‌گراد در بافر50 میلی‌مولار Tris-HCL،(pH6-7) با فواصل 5 درجه سانتی‌گراد انجام شد. برای ارزیابی پایداری حرارتی، محلول آنزیم به مدت 30 دقیقه در حمام آب از 25 درجه سانتیگراد تا 80 درجه سانتیگراد انکوبه شد و سپس واکنش مخلوط به مدت 10 دقیقه در دمای اتاق نگهداری شد. در نهایت فعالیت آسکوربات پراکسیداز اندازه‌گیری شد. در این تحقیق با هدف تعیین بهترین سطح پاسخ آسکوربات پراکسیداز به سطوح مختلف تیمارهای مورد مطالعه با توجه به کمی بودن تیمارها از تجزیه رگرسیون خطی و غیرخطی بهره گرفته شد.
نتایج: نمودار آسکوربات پراکسیداز در عصاره برگی توت سیاه دو ایزوآنزیم را در PH حدود 5/6 و 8 (APX-LI, APX-LII) و در عصاره میوه توت سیاه یک ایزوآنزیم (APX-F)در 5/6PH را نشان می‌دهد. سوبستراهای آسکوربات، پیروگالل و گایاکل افزایش‌دهنده فعالیت پراکسیدازی بوده هرچند در غلظت‌های بالاتر با مهار سوبسترایی، اثرات معکوسی در فعالیت پراکسیداز درجهت کاهندگی تنش اکسیداتیو بر عهده دارند. آنالیز رگرسیون غیرخطی APX-F و APX-LII از مدل نمائی گومپرتز و فعالیتAPX-LI نیز از تابع نمائی افزایشی تک-فازی تبعیت کرد. نتایج آنالیز رگرسیون غیرخطی اثر کلرید سدیم بر اساس تابع نمائی مسطح، فاز کاهشی داشته و نشان داد که حساسیت APX-LI در محیط بیشتر از APX-LII است. در اثر سولفات آهن، شیب افزایش فعالیت APX-LII بیشتر از APX-LI است که حاکی از حساسیت بیشتر APX-LII به سولفات آهن است. APX-LII در غلظت mM 138/0 کلرید آهن، بیشینه فعالیت را داراست. در حضور سولفات روی، APX-LII بسیاز دیرتر از دو آنزیم دیگر به 50 درصد حداکثر فعالیت خود می‌رسد و این به معنی حساسیت کمتر این ایزوآنزیم به حضور سولفات‌روی در محیط است. شیب کاهش فعالیت APX-LI در حضور نیترید سدیم حاکی از حساسیت بسیار بالای این ایزوآنزیم به سولفات روی در محیط است. بیشینه فعالیت APX-F در دمای 35 درجه سانتیگراد، APX-LI در دمای 30 درجه سانتیگراد و در مورد APX-LII دمای 45 درجه سانتیگراد بود.
نتیجه گیری: غلظت‌های بالای یون‌های فلزی منجر به کاهش دادن حساسیت گیاه در مقابله با تنش‌های اکسیداتیو می‌شوند. بر اساس نتایج مطالعه حال حاضر نیز بین یونهای روی (سولفات روی)، کلرید آهن، سولفات آهن و کلرید سدیم این نتیجه حاصل شد که کلرید سدیم در غلظت‌های پایین تاثیر چندانی در فعالیت پراکسیدازی ندارد اما با افزایش غلظت کلرید سدیم ساختار پراکسیدازی دستخوش تغییرات ساختاری شده و با کاهش فعالیت آنزیم به نزدیک صفر در هر سه ایزوآنزیم همراه بوده است. یون روی با اتصال به جایگاه فعال آنزیم نقش مهارکننده پراکسیدازی و تغییرات ساختاری منفی در جهت عدم پذیرش و کاتالیز سوبسترای پراکسیدازی را بازی می‌کند. آنالیز رگرسیون غیرخطی فعالیت هر سه آنزیم APX-LI, APX-LII و APX-F در سطوح غلظتی مختلف دما با تبعیت از یک تابع دو تکه‌ای نشان داد که شیب افزایش فعالیت آنزیم در بخش اول مدل APX-LI بیشتر از APX-LII و APX-F بود و این حاکی از حساسیت بیشتر این ایزوآنزیم به دمای محیط در توت سیاه است.

کلیدواژه‌ها

• کلمات کلیدی: آسکوربات پراکسیداز
• ایزوآنزیم
• سولفات آهن
• سولفات روی
• کلرید آهن

موضوعات

• اثرات بیولوژیک اسانس‌ها و عصاره‌ها