植物体内的保护酶系统

　　2过氧化氢酶
　　CAT是植物体所有组织普遍存在的一种抗氧化酶,是生物氧化过程中一系列抗氧化酶的终端,能够有效清除植物体内多余的H2O2,保护膜结构[3]。O2经双电子还原生成的H2O2,在CAT催化下歧化为O2和H2O,还可以清除线粒体电子传递、脂肪酸β-氧化及光呼吸氧化过程中产生的H2O2。植物体内的过氧化氢清除酶属于血红素过氧化氢清除酶,分子量22万~24万,由4个亚基组成,每个亚基结合1个高铁血红素(Fe3+)为辅基。CAT由多基因编码,存在多个同系物,烟草的3种CAT基因编码的蛋白质功能已得到确证。CAT1基因产物主要清除光呼吸过程产生的H2O2,CAT2基因产物可特异性清除活性氧胁迫过程中产生的H2O2,CAT3基因产物主要清除乙醛酸循环体中脂肪酸β-氧化产生的H2O2。CAT虽是一种高效清除H2O2的酶,但对H2O2的亲和力较弱。
　　CAT的活性受水杨酸和NO等多种因子的影响,水杨酸可能非选择性地保护所有CAT的活性。环境信号可以引发细胞内Ca2+迅速、瞬时的增加,Ca2+信号可通过CaM等调节细胞生理过程。CaM在Ca2+存在下能与植物CAT结合,激活CAT,表明Ca2+/CaM能通过刺激植物的CAT活性,下调体内的H2O2水平。
　　3过氧化物酶
　　POD是活性较高的适应性酶,能够反映植物生长发育的特性、体内代谢状况以及对外界环境的适应性。逆境胁迫能诱导植物组织中POD活性升高,这是植物对所有逆境胁迫的共同响应。因为植物在遭受污染胁迫时,产生大量有害的过氧化物,POD利用H2O2来催化这些对植物自身有毒害的过氧化物(POD底物)的氧化和分解以维持自身的正常代谢,从而诱导了POD活性的增加[4]。
　　4小结
　　植物细胞内活性氧产生与清除的平衡在遭受逆境胁迫或衰老过程中会遭到破坏,从而引起自由基的积累和膜脂过氧化,使膜系统的结构和功能受到损伤,造成植物细胞伤害。作为内源活性氧清除剂的SOD、POD和CAT能够在一定程度上清除体内过剩的活性氧,维持活性氧代谢平衡,保护膜结构,使植物具有抵抗逆境胁迫的能力。但这种维持有一定的限度,当胁迫超过植物的承受极限时,SOD、POD和CAT活性下降或破坏,膜脂质过氧化作用加剧,细胞的正常代谢被破坏,植物生长受到抑制。
　　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,2005,41(2):235-238.
　　[2] 冯建灿,毛训甲,胡秀丽.光氧化胁迫条件下叶绿体活性氧的产生、清除及防御[J].西北植物学报,2005,25(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保护酶及膜质过氧化作用的影响[J].热带海洋学报,2006,25(2):66-70.