8482349423

70    A. SETA, E. SKÓRZYŃSKA-POLIT, E. SZCZUKA, I. GIEŁWANOWSKA

niehemowy atom żelaza. Jeszcze w latach 60. sądzono, że enzym ten znajduje się tylko w nasionach roślin strączkowych i niektórych zbóż [21]. Od tamtego czasu obecność LOX stwierdzono u różnych roślin, poznano sekwencje wielu genów kodujących LOX, zaproponowano też różne modele katalizy, jak i opisano funkcje, jakie pełnią lipoksygenazy w komórkach roślinnych.

WŁAŚCIWOŚCI, BUDOWA I WYSTĘPOWANIE ROŚLINNYCH LIPOKSYGENAZ

Lipoksygęnazy należą do grupy enzymów zwanych dioksygenazami lub transferazami tlenowymi, które katalizują reakcje utleniania wielonienasyconych kwasów tłuszczowych zawierających układ wiązań (IZ, 4Z) pentadienowych (iyc. 1). Enzymy te są szeroko rozpowszechnione zarówno w świecie roślin, jak i zwierząt. Obecność lipoksygenazy wykazano w komórkach niższych eukariotów, takich jak: drożdże piekarnicze [59], algi [80] i grzyby [31] oraz u niektórych organizmów prokariotycznych - cyjanobakterii [6]. Ponadto aktywność LOX została opisana u mchów [69], a także u ponad 60 gatunków roślin wyższych [75]. Lipoksygenaza jest również kluczowym enzymem biorącym udział w biosyntezie leukotrienów i lipoksyn u ssaków [60].

Roślinne lipoksygenazy są wszechstronnymi, wielofunkcyjnymi enzymami, katalizującymi przynajmniej trzy typy reakcji: regio- i stereospecyficzną dioksygenację substratów lipidowych (aktywność dioksygenazy) [28], drugorzędową konwersję wodoronadtlenków lipidów (aktywność hydroksyperoksydazy) [41] oraz tworzenie epoksyleukotrienów (aktywność syntazy leukotrienów) [65]. Niemniej, w warunkach fizjologicznych przeważa pierwszy typ reakcji. Substratami dla LOX u roślin są kwasy linolowy (Cl 8:2) i linolenowy (Cl 8:3). Większość roślinnych lipoksygenaz preferuje wolne kwasy tłuszczowe [66], wyjątek stanowią dwa enzymy: LOX-l z nasion soi i LOX z korzeni ogórka, które wykazują duże powinowactwo względem związanych kwasów tłuszczowych [9,45]. Produktami katalizowanych reakcji są wodoronadtlenki kwasów tłuszczowych. W zależności od miejsca wbudowania cząsteczki tlenu powstają 9- i 13-wodoronadtlenki (kwasy (10E,12Z)-9-hydroperoksy-10,12-oktadekadienowy - 9-HPOD i (9Z,1 lE)-13-hydroperoksy-9,l 1-oktadekadienowy - 13-HPOD z kwasu linolowego oraz kwasy (10E, 12Z, 15Z)-9-hydroperoksy-10,12,15-oktadekatrienowy - 9-HPOT i (9Z,11E,15Z>13-hydroperoksy-9,12,15-oktadekatrienowy- 13-HPOT z kwasu linolenowego), następuje również przekształcenie sąsiadującego wiązania cis w trans [66].

Najwcześniej odkrytą i najlepiej poznaną spośród roślinnych lipoksygenaz jest LOX-l z nasion soi. Lipoksygenaza 1 to pojedynczy polipeptyd zbudowany z 839 aminokwasów, mający budowę dwudome-nową (ryc. 2). Mniejsza N-końcowa dome-

Lipok^genaza

RYCINA 1. Schemat reakcji katalizowanej przez lipoksygenazę: Rl, R2 - reszty acylowe

FIGURĘ 1. Scheme ofthe reaction catalysed by lipoxygenase: Rl, R2 - acyl groups

*9^0H