5460978080

LIPOKSYGENAZA W KOMÓRKACH ROŚLINNYCH    73

Po fazie inicjacji (A), w której powstający produkt jest wykorzystywany do aktywacji kolejnych cząsteczek enzymu, następuje właściwa reakcja produkcji wodoronadtlen-ków. W pierwszym etapie dochodzi do usunięcia z substratu atomu wodoru pro-S z grupy metylenowej położonej między wiązaniami podwójnymi (B). W wyniku tej reakcji dochodzi do powstania rodnika kwasu tłuszczowego oraz redukcji żelaza w centrum aktywnym enzymu. W przypadku braku tlenu, w anaerobowym cyklu, rodnik oddysocjowuje od enzymu (F) i staje się substratem dla reakcji wolnorodnikowych. W obecności tlenu nie dochodzi do dysocjacji kompleksu enzym - rodnik. W wyniku przyłączenia tlenu powstaje rodnik nadtlenkowy kwasu tłuszczowego (C), który jest następnie transformowany przez enzym do anionu nadtlenkowego, przy jednoczesnym utlenieniu żelaza w centrum aktywnym enzymu (D). Powstały anion reaguje z jonem wodoru, tworzy się wodoronadtlenek kwasu tłuszczowego, który oddysocjowuje od enzymu (E). Po cyklu katalitycznym enzym jest gotowy do kolejnej reakcji. Zaproponowany przez de Groota schemat reakcji został potwierdzony późniejszymi badaniami [61] i zaakceptowany przez szerokie grono uczonych.

SZLAKI PRZEMIAN WODORONADTLENKÓW KWASÓW TŁUSZCZOWYCH

Wodoronadtlenki kwasów tłuszczowych są potencjalnie niebezpieczne i powinny być szybko metabolizowane. Dotychczas opisano cztery główne i trzy poboczne szlaki przemian wodoronadtlenków nienasyconych kwasów tłuszczowych.

W pierwszym szlaku uczestniczy liaza wodoronadtlenkowa (HPL). U większości przebadanych roślin HPL występuje jako enzym błonowy, w liściach herbaty [34] i szpinaku [76] zlokalizowana jest w błonach tylakoidalnych chloroplastów, a tylko w jednym przypadku występuje jako wolne rozpuszczone w cytoplazmie białko [74]. Enzym ten katalizuje cięcie hydroperoksykwasu w sąsiedztwie węgla z grupą wodoronadtlenkową, w wyniku czego powstają z 13-HPOT sześciowęglowe aldehydy i dwunastowęglowe aldokwasy, natomiast z 9-HPOT dziewięćiowęglowe aldehydy i dziewięciowęglowe aldokwasy. Pierwszorzędne produkty katalizy ulegają następnie izomeryzacji, redukcji przez dehydrogenazę alkoholową lub utlenianiu [26] (ryc. 4).

Drugim szlakiem, jakiemu mogą podlegać wodoronadtlenki kwasów tłuszczowych, jest szlak syntazy tlenku allenowego (AOS; EC 4.2.1.92) (ryc. 5).

W wyniku reakcji katalizowanej przez AOS dochodzi do powstania niestabilnych tlenków allenowych, które mogą ulegać spontanicznej hydrolizie do a- i y-ketoli [32] lub są przekształcane przez enzym cyklazę tlenku allenowego (AOC; EC 5.3.99.6) do kwasu (9S,13S)-12-okso-10,15(Z) fitodienowego [30]. Cykliczny kwas 12-okso-fitodienowy ulega zależnej od NADPH redukcji oraz trzem kolejnym ^-oksydacjom tworząc kwas 7-izo-jasmonowy - prekursor kwasu jasmonowego [77]. Biologiczna aktywność związków z rodziny kwasu jasmonowego jest bardzo rozległa. Kwas jasmonowy jest znanym promotorem starzenia się komórek. Wspólnie ze swoim estrem metylowym hamuje wzrost tkanek roślinnych, ogranicza respirację, stymuluje