- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálhomologie aminokyselinovÈ sekvence jejich protein˘,do stej-
nÈ podrodiny pak ty,kterÈ vykazujÌ homologii vÌce neû 60 %
(cit.
18
). Pro zjednoduöenÌ Nebert a spolupracovnÌci navrhli
novÈ systematickÈ n·zvoslovÌ gen˘ a forem P450 (cit.
19
),ve
kterÈm se formy P450 oznaËujÌ zkratkou CYP (CYtochrome
P450),za nÌû pak n·sledujÌ oznaËenÌ rodin a podrodin podle
v˝öe uveden˝ch kriteriÌ. V˝slednÈ oznaËenÌ p¯ÌsluönÈho enzy-
mu je pak nap¯. pro cytochrom P450 1A2 zkracov·no na
CYP1A2. OznaËenÌ rostlinn˝ch cytochrom˘ P450 je obdobnÈ.
Vedle CYP51 jsou rostlinnÈ cytochromy P450 ¯azeny do rodin
CYP71 aû CYP97 (tab. I). Za ËÌslo rodiny jsou opÏt ¯azena
pÌsmena podrodin a ËÌslo urËitÈho enzymu podrodiny.
Cytochromy P450 byly nalezeny v mnoha rostlin·ch,a lze
p¯edpokl·dat,ûe alespoÚ nÏkterÈ z nich jsou p¯ÌtomnÈ praktic-
ky ve vöech rostlinn˝ch druzÌch (nap¯. CYP51 katalyzujÌcÌ
biosyntÈzu sterol˘)
20,21
. St·le vÌce p¯Ìklad˘ takÈ ukazuje,ûe se
cytochromy P450 v rostlin·ch vyskytujÌ v mnoha form·ch
(izoenzymech),nenÌ vöak doposud zn·mo,zda jejich multipli-
cita je tak vysok· jako v ûivoËiön˝ch tk·nÌch. Dodnes rovnÏû
nenÌ p¯esnÏ zn·mo,zda majÌ cytochromy P450 rostlin tak
öirokou substr·tovou specificitu jako enzymy ûivoËiönÈ. Jak
jiû bylo v˝öe zmÌnÏno,v souËasnosti se ¯ada laborato¯Ì spÌöe
p¯ikl·nÌ k n·zoru o v˝skytu mnoha izoenzym˘ cytochrom˘
s pomÏrnÏ vyhranÏnou substr·tovou specifitou. Ale ani toto
tvrzenÌ nenÌ koneËnÈ,neboù rostlinnÈ cytochromy P450 nejsou
jeötÏ z hlediska substr·tovÈ specifity dostateËnÏ prozkoum·-
ny. NavÌc, zdaleka ne vöechny dosud zn·mÈ izoenzymy byly
takÈ z rostlin izolov·ny a kineticky charakterizov·ny. Identi-
fikace gen˘ rostlinn˝ch cytochrom˘ P450 a pozn·nÌ bioche-
mick˝ch funkcÌ tÏchto enzym˘ je v souËasnosti centrem po-
zornosti vÏtöiny v˝zkum˘ t˝kajÌcÌch se rostlinn˝ch cytochro-
m˘ P450. IroniÌ tÏchto v˝zkum˘ je vöak skuteËnost,ûe vÏtöina
gen˘ cytochrom˘ P450 nebyla jeötÏ klonov·na a navÌc,i v p¯Ì-
padÏ tÏch gen˘,kterÈ jiû klonov·ny byly,nebyla dosud urËena
p¯irozen· funkce p¯ÌsluönÈho enzymu invivo (tab. I) (cit.
22
).
2.1.1.2. DetoxikaËnÌ reakce cytochromu P450
Ekonomicky v˝znamnou funkcÌ rostlinn˝ch cytochrom˘
P450,kter· je pouze Ë·steËnÏ vysvÏtlena,je jejich ˙loha v de-
toxikaci herbicid˘
23ñ27
. SelektivnÌ aktivita cytochrom˘ P450
vysvÏtluje selektivitu herbicid˘ u r˘zn˝ch rostlinn˝ch druh˘.
V˝bava jednotliv˝ch rostlinn˝ch druh˘ specifick˝mi cytochro-
my P450 umoûÚuje u jednoho druhu rostlin herbicidy detoxi-
kovat,zatÌmco u druh˝ch z˘st·vajÌ buÔ ve formÏ p˘vodnÌ nebo
se metabolizujÌ na dokonce biologicky aktivnÏjöÌ formu.
VelkÈ mnoûstvÌ rostlinn˝ch cytochrom˘ P450 participuje
na biosyntetick˝ch reakcÌch sekund·rnÌch rostlinn˝ch meta-
bolit˘ jako jsou terpeny,alkaloidy,ligniny,fytosteroly,fyto-
alexiny,pigmenty,gibereliny a eventu·lnÏ i dalöÌch
22,28ñ31
.
V poslednÌ dobÏ byla takÈ prok·z·na katalytick· aktivita r˘z-
n˝ch cytochrom˘ P450 v metabolismu xenobiotik. V ¯adÏ
p¯Ìpad˘ byla ˙Ëast rostlinn˝ch cytochrom˘ P450 na oxidaci
xenobiotik prok·z·na pouze nep¯Ìmo,s vyuûitÌm mikroso-
m·lnÌ frakce p¯ipravenÈ z rostlinn˝ch pletiv a inhibitor˘ uve-
den˝ch enzym˘
23,24,29,32,33
. »init z·vÏry pouze z takov˝ch
experiment˘ je vöak ponÏkud nep¯esnÈ. RostlinnÈ mikrosomy
obsahujÌ totiû vedle cytochrom˘ P450 jeötÏ dalöÌ enzymy,
konkrÈtnÏ peroxidasy,kterÈ mohou b˝t za oxidaci xenobiotik
takÈ zodpovÏdnÈ
25,34ñ36
.
P¯emÏna xenobiotik purifikovan˝mi cytochromy P450 v re-
konstituovanÈm systÈmu s NADPH:cytochrom P450 redukta-
sou (EC 1.6.2.4.) byla prok·z·na pouze v nÏkolika p¯Ìpadech.
Cytochrom P450 izolovan˝ z avok·da,za p¯Ìtomnosti NADPH:
cytochrom P450 reduktasy, katalyzoval oxidaci (N-demethy-
laci) xenobiotika 4-chloro-N-methylanilinu
37
. Rychlost de-
methylace vöak byla ¯·dovÏ vyööÌ za katal˝zy peroxidasovou
aktivitou tohoto enzymu s kumoylperoxidem jako kosubstr·-
tem,neû v rekonstituovanÈm systÈmu s reduktasou. Demethy-
lace tohoto substr·tu byla takÈ mϯena v kvasink·ch transfor-
Chem. Listy 95,212 ñ 222 (2001) Refer·ty
215
Tabulka I
KlonovanÈ geny rostlinn˝ch cytochrom˘ P450
Rodina/podrodina N·zev enzymu Rostlinn˝ druh
cytochromu P450
CYP51 obtusifoliol 14α-demethylasa Sorghum bicolor
CYP71A1
a
Perseaamericana
CYP71A2
a
Solanum melongena
CYP71A3
a
Solanum melongena
CYP71A4
a
Solanum melongena
CYP71A5
a
Nepetaracemosa
CYP71A6
a
Nepetaracemosa
CYP71B1
a
Thlaspiarvense
CYP71B7
a
Arabidopsisthaliana
CYP71C1 HBOA-N-synthasa
b
Zeamays
CYP71C2 2-OI hydroxylasa
c
Zeamays
CYP71C3 HBOA-N-hydroxylasa Zeamays
CYP71C4 2-OI hydroxylasa Zeamays
CYP71D6
a
Solanum chacoense
CYP71D7
a
Solanum chacoense
CYP72A1
a
Catharanthusroseus
CYP73A1 cinnam·t 4-hydroxylasa Helianthustuberosus
CYP73A2 cinnam·t 4-hydroxylasa Phaseolus aureus
CYP73A3 cinnam·t 4-hydroxylasa Medicago sativa
CYP73A4 cinnam·t 4-hydroxylasa Catharanthusroseus
CYP73A5 cinnam·t 4-hydroxylasa Arabidopsisthaliana
CYP73A9 cinnam·t 4-hydroxylasa Pisumsativum
CYP73A10 cinnam·t 4-hydroxylasa Petroselinum crispum
CYP73A12 cinnam·t 4-hydroxylasa Ziniaelegans
CYP73A13 cinnam·t 4-hydroxylasa Populustremuloides
CYP73A16 cinnam·t 4-hydroxylasa Populuskitakamiensis
CYP73A? cinnam·t 4-hydroxylasa Populuskitakamiensis
CYP73A? cinnam·t 4-hydroxylasa Populuskitakamiensis
CYP74A1 allenoxid synthasa Linum usitatissimum
CYP74A2 Ñrubber particle proteinì Parthenium argentatum
CYP74A3 allenoxid synthasa Arabidopsisthaliana
CYP74B lyasa hydroperoxidu mastn˝ch kyselin Capsicumannuum
CYP75A1 flavonoid 3í5í-hydroxylasa Petuniahybrida
CYP75A2 flavonoid 3í5í-hydroxylasa Solanum melongena
CYP75A3 flavonoid 3í5í-hydroxylasa Petuniahybrida
CYP75A4 flavonoid 3í5í-hydroxylasa Gentianatriflora
CYP76A1
a
Solanum melongena
CYP76A2
a
Solanum melongena
CYP76B1
a
Helianthustuberosus
CYP77A1
a
Solanum melongena
CYP77A2
a
Solanum melongena
CYP78A1
a
Zeamays
CYP78A2
a
Phalaenopsis sp.
CYP79 tyrosin-N-hydroxylasa Sorghum bicolor
CYP80 berbamuninsynthasa Berberisstolonifera
CYP82
a
Pisumsativum
CYP83
a
Arabidopsisthaliana
CYP84 ferul·tsynthasa Arabidopsisthaliana
CYP85
a
(syntÈza brassinosteroid˘?) Lycopersiconesculentum
CYP86
a
Arabidopsisthaliana
CYP88
a
(syntÈza gibberellin˘?) Zeamays
CYP89A2
a
Arabidopsisthaliana
CYP90 kathasteron 23-hydroxylasa Arabidopsisthaliana
Chem. Listy 95,212 ñ 222 (2001) Refer·ty
216
Tabulka I ñ pokraËov·nÌ
Rodina/podrodina N·zev enzymu Rostlinn˝ druh
cytochromu P450
CYP92A2
a
Nicotianatabacum
CYP93A1
a
Glycinemax
CYP93A2
a
Glycinemax
CYP97B1
a
Pisumsativum
a
Nezn·m˝,
b
HBOA ñ 2-hydroxy-1,4-benzoxazin-3-on,
c
2-OI hydroxylasa ñ indolin-2-on hydroxylasa, upraveno podle cit.
22
movan˝ch rekombinantnÌm cytochromem P450 CYP71A1
z avok·da
38
,coû potvrdilo,ûe CYP71A1 avok·da je za deme-
thylaci uvedenÈho substr·tu zodpovÏdn˝. RekombinantnÌ
rostlinn· cinnam·t-4-hydroxylasa CYP73A (EC 1.14.13.11.)
(z hlÌz Helianthustuberosus) produkovan· takÈ v kvasink·ch
je sice vysoce specifick· k p¯irozenÈmu substr·tu
32,39,40
,ale
demethyluje rovnÏû herniarin
39,40
,hydroxyluje 2-naftoovou
kyselinu
32,41
a oxygenuje dalöÌch pÏt xenobiotick˝ch substr·t˘
zahrnujÌcÌch herbicid chlorotoluron
39,40
. PodobnÏ jako ¯ada
ûivoËiön˝ch cytochrom˘ P450,jsou i rostlinnÈ cytochromy
P450 inducibilnÌmi enzymy. Takov˝m z·stupcem je nap¯.
inducibilnÌ CYP76B1,jenû byl izolov·n z Helianthustubero-
sus. Je enzymem,kter˝ katalyzuje dealkylaci modelovÈho
xenobiotika 7-ethoxykumarinu a metabolizuje takÈ xenobio-
tika dalöÌ (alkoxykumariny,alkoxyresorufiny) a nÏkolik her-
bicid˘ na b·zi fenylmoËoviny
42
. DalöÌm z·stupcem rostlin-
n˝ch enzym˘,kter˝ oxiduje herbicidy skupiny fenylmoËo-
viny,je produkt genu CYP cDNA pro CYP71A10 (cit.
43
).
Cytochrom P450 izolovan˝ z mikrosom˘ cibulek tulip·n˘
(Tulipa fosteriana) rekonstituovan˝ s NADPH:cytochrom
P450 reduktasou katalyzuje oxidaci xenobiotik N-nitrosami-
n˘,azobarviv a aminopyrinu
36,44ñ46
. S prudk˝m rozvojem mo-
lekul·rnÌ biologie lze jen doufat,ûe bude p¯ipraveno daleko
vÏtöÌ mnoûstvÌ rekombinantnÌch rostlinn˝ch cytochrom˘ P450,
kterÈ mohou b˝t snadnÏji purifikov·ny,a u nichû m˘ûe b˝t
p¯esnÏji objasnÏna jejich substr·tov· specifita v˘Ëi cizorod˝m
substr·t˘m.
2.1.2. Peroxidasy
Peroxidasy (EC 1.11.1.7) jsou enzymy,kterÈ redukujÌ
peroxid vodÌku (nebo jinÈ peroxidy) za souËasnÈ oxidace dalöÌ
slouËeniny (endogennÌ i xenobiotika). FunkcÌ spoleËnou pro
vöechny peroxidasy je schopnost detoxikovat H
2
O
2
. Spektrum
slouËenin,kterÈ se spolu˙ËastnÌ rozkladu H
2
O
2
je velmi öirokÈ.
Svou öirokou substr·tovou specifitou se peroxidasy blÌûÌ MFO
systÈmu obsahujÌcÌmu cytochrom P450 jako termin·lnÌ oxida-
su. Substr·ty jsou l·tky organickÈ i anorganickÈ. Mezi nejlepöÌ
substr·ty peroxidas lze ¯adit fenoly a aromatickÈ aminy
47,48
.
Dlouhou dobu nebyly peroxidasy p¯Ìmo za¯azov·ny mezi
enzymy 1. f·ze biotransformace xenobiotik,v souËasnosti je
vöak zn·mo,ûe sv˝mi reakcemi na metabolismu xenobiotik
participujÌ,a to jak v organismech ûivoËiön˝ch (nap¯ peroxi-
dasa prostaglandin H synthasa ledvin a moËovÈho mÏch˝¯e)
49
,
tak p¯edevöÌm v rostlin·ch. Jejich obsah v rostlin·ch je totiû
vysoce v˝znamn˝.
Typickou vlastnostÌ peroxidas je schopnost katalyzovat
velkÈ mnoûstvÌ r˘zn˝ch typ˘ reakcÌ:
ñ klasickÈ peroxidasovÈ redoxnÌ reakce (vedoucÌ k dehy-
drogenaci),
ñ halogenace a dehalogenace (halogenperoxidasy,thyroid
peroxidasa),
ñ oxidace halogenid˘ (myeloperoxidasa),
ñ oxidaËnÌ kondenzace aromatick˝ch amin˘,
ñ oxidaËnÌ polykondenzace fenolu a jeho deriv·t˘ (vznik
ligninu),
ñ dekarboxylaËnÌ reakce (nap¯. dekarboxylace kyseliny in-
dolyloctovÈ),
ñ oxidaËnÌ ötÏpenÌ azoskupiny (vznik diazoniovÈho iontu),
ñ disproporcionace peroxidu vodÌku (peroxidasy a ned·vno
nalezen· katalasa-peroxidasa),
ñ oxygenace, hydroxylace,
ñ N- a O-demethylace.
Peroxidasy jsou vÏtöinou hemoglykoproteiny
50
,jejichû pro-
stetickou skupinu tvo¯Ì obvykle ferriprotoporfyrin IX. éelezo
tÈto skupiny je pentakoordinovanÈ
51,52
,p¯iËemû p·t˝ ligand
tvo¯Ì dusÌk histidinovÈho zbytku proteinovÈ Ë·sti enzymu.
ExistujÌ peroxidasy s pozmÏnÏn˝m porfyrinov˝m skeletem
nebo v nich porfyrinov˝ skelet dokonce chybÌ. TakovÈ pero-
xidasy obsahujÌ nap¯. ionty manganu (Mn
2+
) nebo vanadu
(V
5+
) (cit.
50
). Pr·vÏ podle charakteru aktivnÌho mÌsta jsou
peroxidasy ËlenÏny do t¯Ì skupin ñ hemovÈ peroxidasy,vana-
dovÈ peroxidasy a ostatnÌ peroxidasy. NejpoËetnÏjöÌ je skupi-
na peroxidas,jejichû katalytickÈ centrum obsahuje hem.
Obsah sacharid˘ se u jednotliv˝ch peroxidas velmi liöÌ.
RelativnÌ molekulov· hmotnost funkËnÌ peroxidasy se pohy-
buje v rozmezÌ 42 000ñ158 000 (cit.
50
).
O peroxidas·ch je zn·mo,ûe se vyskytujÌ ve velkÈm
mnoûstvÌ forem (pravdÏpodobnÏ izoenzym˘). Nap¯Ìklad k¯e-
nov· peroxidasa (HRP ñ horseradish peroxidase) se vyskytuje
ve Ëtrn·cti form·ch,laktoperoxidasa v öesti aû deseti, myelo-
peroxidasa ve t¯ech
50,53
. Jsou-li tyto formy skuteËn˝mi izoen-
zymy,kterÈ jsou d·ny i geneticky podmÌnÏn˝mi rozdÌly v pri-
m·rnÌ sekvenci aminokyselin nebo jsou to formy vzniklÈ
posttranslaËnÌmi modifikacemi nenÌ zn·mo. Dokonce se zva-
ûuje,nejedn·-li se i o artefici·lnÌ rozdÌly zp˘sobenÈ extrakcÌ,
izolacÌ Ëi zp˘sobem stanovenÌ
54
.
RostlinnÈ peroxidasy vykazujÌ jasnou p¯Ìbuznost,coû vy-
pl˝v· z jejich aminokyselinov˝ch sekvencÌ. Peroxidasy k¯enu,
tu¯Ìnu, tab·ku a brambor jsou homolognÌ v rozmezÌ 36ñ50 %
(cit.
51
). Mezi kationtovou peroxidasou ¯edkve a k¯enovou
peroxidasou typu C byla dokonce nalezena 73ñ81 % homolo-
gie. KationtovÈ peroxidasy jsou vÌce konzervov·ny bÏhem
evoluce neû aniontovÈ.
V rostlinn˝ch buÚk·ch jsou peroxidasy bohatÏ zastoupe-
ny. Mohou b˝t buÔ volnÈ (p¯ÌtomnÈ v cytoplazmÏ,vakuol·ch,
Chem. Listy 95,212 ñ 222 (2001) Refer·ty
217
mezibunÏËnÈm prostoru) nebo v·zanÈ (v bunÏËnÈ stÏnÏ,plaz-
matickÈ membr·nÏ nebo organelov˝ch membr·n·ch). Vazba
m˘ûe b˝t iontov·,ale i kovalentnÌ. Distribuce souvisÌ s bazi-
citou peroxidas. Ve volnÈ formÏ jsou p¯edevöÌm aniontovÈ
formy,zatÌmco kationtovÈ jsou spÌöe v·zanÈ ve struktur·ch
56
.
Peroxidasy byly nalezeny prakticky ve vöech rostlinn˝ch ple-
tivech (ko¯eny,stonky,listy,jehlice a dalöÌ). Je zajÌmavÈ,ûe
se peroxidasov· aktivita v rostlin·ch zvyöuje v pr˘bÏhu st·r-
nutÌ a jako reakce na stres (biotick˝ jako virov·,mikrobi·lnÌ
infekce,poûer hmyzem aj.,Ëi abiotick˝,nap¯. vysok· koncen-
trace solÌ,p¯Ìtomnost tÏûk˝ch kov˘,organick˝ch toxick˝ch
l·tek apod.)
57,89,90
. DalöÌ funkcÌ peroxidas v rostlin·ch je zapo-
jenÌ do regulace r˘stu. Peroxidasy z¯ejmÏ soustavnou reakcÌ
regulujÌ hladinu r˘stovÈho hormonu auxinu
58
a jsou rovnÏû
klÌËov˝mi molekulami v procesech rychlÈ adaptace rostlin p¯i
zmÏnÏ vnÏjöÌho prost¯edÌ
58
. Peroxidasy lokalizovanÈ v bunÏË-
nÈ stÏnÏ se podÌlejÌ na vychyt·v·nÌ radik·l˘,kterÈ poökozujÌ
membr·ny. HrajÌ takÈ v˝znamnou roli p¯i vöech oxidaËnÏ-
-kondenzaËnÌch procesech tj. p¯edevöÌm procesech lignifika-
ce. P¯i r˘stu bunÏËnÈ stÏny jsou do nÌ upevÚov·ny monomery,
kterÈ se prost¯ednictvÌm peroxidasy ¯etÏzÌ,potÈ zesÌùujÌ,a tak
formujÌ matrix bunÏËnÈ stÏny. JinÈ peroxidasy (ligninperoxi-
dasa,manganperoxidasa) majÌ schopnost lignin depolymero-
vat. Tyto enzymy jsou sekretov·ny d¯evokazn˝mi houbami
(nap¯.Phanerochaetechrysosporium)
59
. Jsou ˙ËinnÈ v p¯emÏ-
nÏ ¯ady substr·t˘,kterÈ jsou typick˝mi xenobiotiky (nap¯.
benzo[a]pyren,pyren,benzo[ a]anthracen,anthracen,poly-
chlorovanÈ fenoly,azobarviva)
60
. Ned·vno byly uvedenÈ pe-
roxidasy detegov·ny i v rostlinn˝ch buÚk·ch
61
. Jejich p¯Ìm·
˙loha p¯i biotransformaci xenobiotik v rostlin·ch vöak dopo-
sud nebyla prok·z·na.
ZajÌmav˝ je enzym nalezen˝ v plÌsni bÌlÈ hniloby,p¯emÏ-
ÚujÌcÌ deriv·t anthracenu ñ barvivo Remazol Brilliant Blue R
(RBBR) (cit.
62
). I kdyû je v literatu¯e oznaËov·n jako RBBR-
-oxidasa nebo RBBR-oxygenasa, d˘kaz, ûe skuteËnÏ pat¯Ì do
skupiny oxidas Ëi oxygenas dosud chybÌ. Vzhledem k tomu,
ûe k p¯emÏnÏ RBBR jako substr·tu je nezbytn· p¯Ìtomnost
peroxidu vodÌku,existuje re·ln˝ p¯edpoklad,ûe jde o zvl·ötnÌ
typ peroxidasy
62
. P¯esn˝ mechanismus,stejnÏ jako struktura
enzymu,nejsou dosud zn·my. Enzym vykazujÌcÌ aktivitu k uve-
denÈmu substr·tu (RBBR) byl nalezen i v buÚk·ch urËit˝ch
rostlinn˝ch druh˘
63
.
V praxi byly nÏkterÈ rostlinnÈ peroxidasy uûity p¯i dekon-
taminaci p˘d obsahujÌcÌch fenolovÈ slouËeniny. V jin˝ch ex-
perimentech byl detoxikaËnÌ efekt zprost¯edkovan˝ peroxida-
sami obsaûen˝mi v rostlinnÈ tk·ni zjiötÏn nejen pro fenoly
64,65
,
ale i pro aromatickÈ aminy
66
. UvedenÈ slouËeniny byly oxido-
v·ny na volnÈ radik·ly nebo na chinony a chinoniminy. Tyto
reaktivnÌ oxidaËnÌ produkty d·le reagovaly a poskytovaly
oligomery nerozpustnÈ ve vodÏ. V p˘dnÌm prost¯edÌ se pak
takovÈ produkty v·zaly na humus,ËÌmû v˝raznÏ poklesla
toxicita v˝chozÌch l·tek
67,68
. Klibanov se spolupracovnÌky
(cit.
69
) navrhli,ûe by oxidaËnÌ reakce zprost¯edkov·vanÈ k¯e-
nov˝mi peroxidasami mohly b˝t vyuûÌv·ny pro odstranÏnÌ
fenol˘,anilin˘ a jin˝ch aromatick˝ch slouËenin z vodn˝ch
roztok˘. StejnÈ reakce byly takÈ testov·ny p¯i dekontaminaci
p˘dnÌch sediment˘. ZpÏtnÈ uvolÚov·nÌ detoxikovan˝ch polu-
tant˘ z oligomer˘ nebo humusu probÌh· jen ve velmi malÈm
mϯÌtku,proto by oxidaËnÌ reakce mohly b˝t povaûov·ny za
snadn˝ a bezpeËn˝ zp˘sob dekontaminace. K¯enovÈ peroxi-
dasy jsou rostlinn˝mi enzymy,kterÈ jsou v souËasnosti nejvÌce
studov·ny z hlediska jejich potenci·lnÌho vyuûitÌ k odstraÚo-
v·nÌ polutant˘ z prost¯edÌ.
2.1.2.1. Mechanismus katal˝zy peroxidasami
Charakteristick˝m rysem hemov˝ch peroxidas je jejich schop-
nost existovat v r˘zn˝ch oxidaËnÌch stavech. Dosud byly v li-
teratu¯e pops·ny n·sledujÌcÌ oxidaËnÌ stavy peroxidas
50,70ñ73
:
1. NativnÌ peroxidasa [hemovÈ ûelezo je v tomto stavu pero-
xidasy ve ferri formÏ (Fe
3+
)].
2. Redukovan· forma molekuly peroxidasy. V tÈ je hemovÈ
ûelezo ve ferro formÏ (Fe
2+
). EfektivnÌ oxidaËnÌ ËÌslo hemu
je dvÏ.
3. SlouËenina I. P¯i interakci nativnÌho enzymu s H
2
O
2
nebo
jin˝m peroxidem (ROOH) se tvo¯Ì intermedi·t o dva oxi-
daËnÌ ekvivalenty vyööÌ neû nativnÌ (klidov˝) stav mole-
kuly. Jedn· se tedy o efektivnÌ oxidaËnÌ ËÌslo pÏt. Tento
intermedi·t je pokl·d·n za oxyferryporfyrinov˝ π-kation
radik·l,ve kterÈm je jeden oxidaËnÌ ekvivalent obsaûen ve
ferrylovÈm ûeleze (Fe
4+
) a druh˝ ekvivalent je v porfyri-
novÈm skeletu jako π-kation radik·l
74,75
. SlouËenina I je
nestabilnÌ intermedi·t s poloËasem rozpadu menöÌm neû
minuta. Tento intermedi·t je typick˝ pro mechanismus
p˘sobenÌ HRP a m· charakteristickou zelenou barvu.
4. SlouËenina ES. Tato forma peroxidas vznik· obdobnÏ jako
slouËenina I. Tvo¯Ì se pouze v nÏkter˝ch peroxidasach
(nap¯. v cytochrom c peroxidase) a m· charakteristickou
Ëervenou barvu. SlouËenina ES m· takÈ o dva oxidaËnÌ
ekvivalenty vÌce neû p¯Ìsluön· nativnÌ peroxidasa. Jeden
oxidaËnÌ ekvivalent je obsaûen v iontu Fe
4+
,ale druh˝ je
nesen nÏkterou aminokyselinou proteinovÈ Ë·sti molekuly
(nap¯. v cytochrom c peroxidase je to Trp 191,v prosta-
glandin H synthase Tyr 385) (cit.
76,77
).
5. SlouËenina II. Vznik· jednoelektronovou redukcÌ slouËe-
ninyInebo slouËeniny ES. CelkovÈ efektivnÌ ËÌslo je Ëty¯i.
PoloËas ûivota uvedenÈho intermedi·tu je vÏtöÌ neû jedna
hodina. SlouËenina II k¯enovÈ peroxidasy m· Ëervenou
barvu.
6. SlouËenina III. P¯i reakci nativnÌho enzymu se superoxi-
dov˝m anion radik·lem ( ) nebo p¯i reakci redukovanÈ
(ferro) formy peroxidasy s molekul·rnÌm kyslÌkem vznik·
slouËenina III (oznaËovan· tÈû jako oxyperoxidasa)
78
.
7. SlouËenina X. Tato forma peroxidas vznik· reakcÌ nati-
vnÌho enzymu s chloritanem (Cl ). PoloËas slouËeniny
X je nÏkolik dnÌ.
8. SlouËenina EOX. SlouËenina EOX vznik· interakcÌ ha-
logenid˘ (X
ñ
) se slouËeninou I.
NÏkterÈ v˝öe zmÌnÏnÈ stavy peroxidas jsou uvedeny na
obr·zcÌch 3ñ5.
2.1.2.1.1. Reakce katalyzovanÈ peroxidasami vyuûÌvajÌcÌ
H
2
O
2
v nep¯Ìtomnosti O
2
,vyuûÌvajÌcÌ O
2
a vyuûÌvajÌcÌ H
2
O
2
i O
2
Vazbou H
2
O
2
nebo jinÈho peroxidu (ROOH) na nativnÌ
peroxidasu se tento enzym aktivuje. Vznik· slouËenina I (p¯Ì-
padnÏ slouËenina ES),kter· je o dva oxidaËnÌ ekvivalenty nad
nativnÌm enzymem
74,75
. Tato slouËenina nese aktivovan˝ kys-
lÌk. V nativnÌ peroxidase
Vloženo: 13.06.2009
Velikost: 194,39 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz