Cơ chế liên quan đến Hydrogen Peroxide và Glutathione trong việc dung nạp và tín hiệu căng thẳng thích nghi
Tóm tắt
Các loài thực vật thích nghi với áp lực môi trường thông qua các phản ứng di truyền cụ thể. Các cơ chế phân tử liên quan đến truyền tín hiệu, dẫn đến sự thay đổi trong biểu hiện gen ngay từ giai đoạn đầu của phản ứng căng thẳng, vẫn chủ yếu chưa được biết đến. Tuy nhiên, rõ ràng rằng biểu hiện gen liên quan đến các phản ứng thích nghi rất nhạy cảm với trạng thái redox của tế bào. Trong số nhiều thành phần góp phần vào sự cân bằng redox của tế bào, hai yếu tố đã được chứng minh là rất quan trọng trong việc trung gian các phản ứng căng thẳng. Các phản ứng trao đổi Thiol/disulphide, đặc biệt là liên quan đến nguồn glutathione và sự tạo ra chất oxy hóa H2O2, là những thành phần trung tâm của quá trình truyền tín hiệu trong cả áp lực môi trường và sinh học. Những phân tử này là các kích hoạt đa chức năng, điều chỉnh chuyển hóa và biểu hiện gen. Cả hai đều có khả năng vượt qua màng sinh học và khuếch tán hoặc được vận chuyển một khoảng cách dài từ vị trí xuất phát. Glutathione và H2O2 có thể hoạt động đơn lẻ hoặc phối hợp với nhau, trong các hệ thống tín hiệu nội bào và hệ thống toàn thân, để đạt được sự thích nghi và dung nạp với các yếu tố căng thẳng sinh học và phi sinh học.
Từ khóa
#glutathione #hydrogen peroxide #stress tolerance #signal transduction #plant adaptationTài liệu tham khảo
Alvarez M. E., 1997, Oxidative Stress and the Molecular Biology of Antioxidant Defences, 815
Aono M., 1995, Paraquat tolerance of transgenic Nicotiana tabacum with enhanced activities of glutathione reductase and superoxide dismutase, Plant Cell Physiol, 36, 1687
Arisi A.‐C. M. Noctor G. Foyer C. H.&Jouanin L.1997.Modulation of thiol contents in poplars (Populus tremula×P. alba) over‐expressing enzymes involved in glutathione synthesis.Planta(In press).
Baier M.&Dietz K.‐J.1997.The plant 2‐cys peroxiredoxin BAS1 is a nuclear encoded chloroplast protein: Its expressional regulation phylogenetic origin and implications for its specific physiological function in plants.Plant J. (In press).
Bergland T., 1994, Defensive and secondary metabolism in plant tissue cultures, with special reference to nicotinamide glutathione and oxidative stress, Plant Cell Tissue Organ Cult, 43, 187
Cakmak I.&Marschner H.1993.Effect of zinc nutritional status on activities of superoxide radical and hydrogen peroxide scavenging enzymes in bean leaves.Plant Soil 155/156 127–130.
Collén J., 1996, Production, scavenging and toxicity of hydrogen peroxide in the green seaweed Ulva rigida, Environ. J. Physiol, 32, 265
Creissen G. P., 1994, I Causes of Photooxidative Stress and Amelioration of Defense Systems in Plants, 343
Doke N., 1994, Causes of Photooxidative Stress and Amelioration of Defense Systems in Plants, 177
Fisher A. B., 1988, Augusta, ME, USA, April, 34
Foyer C. H., 1997, The Molecular Biology of Free Radical Scavenging Systems, 587
Grill E., 1990, Sulphur Nutrition and Sulphur Assimilation in Higher Plants, 89
Hammond‐Kosack K. E., 1996, Resistance gene‐dependent plant defense responses, Plant Cell, 8, 1773
Knight H., 1996, Cold calcium signalling in Arabidopsis involves two cellular pools and a change in calcium signature after acclimation, Plant Cell, 8, 489
Kunert K. J., 1993, Sulphur Nutrition and Assimilation in Higher Plants: Regulatory, Agricultural and Environmental Aspects, 139
Legendre L., 1993, Phospholipase‐C activation during elicitation of the oxidative burst in cultured plant cells, J. Biol. Chem, 268, 24559, 10.1016/S0021-9258(19)74503-7
Miranda‐Vizuete A., 1994, Null thioredoxin and glutaredoxin Escherichia coli K‐12 mutants have no enhanced sensitivity to mutagens due to a new GSH‐dependent hydrogen donor and high increases in ribonucleotide reductase activity, J. Biol. Chem, 269, 16631, 10.1016/S0021-9258(19)89436-X
Mittler R., 1992, Molecular cloning and characterization of a gene encoding pea cytosolic ascorbate peroxidase, J. Biol. Chem, 267, 21802, 10.1016/S0021-9258(19)36683-9
Nakagawara S., 1993, Enhanced formation of a constitutive sesquiterpenoid in cultured cells of a liverwort, Calypogeia granulata Inoue during elicitation: Effects of a vanadata, Plant Cell Physiol, 34, 421
Pauls K. P., 1982, Effects of cytokinins and antioxidants on the susceptibility of membranes to ozone damage, Plant Cell Physiol, 23, 821
Pena‐Cortez H., 1992, Factors affecting gene expression of patatin and proteinase‐inhibitor‐II gene families in detached potato leaves: Implications for their co‐expression in developing tubers, Planta, 186, 495
Reglinski J., 1988, Cellular response to oxidative stress at sulfhydryl group receptor sites on the erythrocyte membrane, J. Biol. Chem, 263, 12360, 10.1016/S0021-9258(18)37763-9
Rennenberg H., 1990, Sulphur Nutrition and Sulphur Assimilation in Higher Plants, 53
Ricard B., 1994, Plant metabolism under hypoxia and anoxia, Plant Physiol. Biochem, 32, 1
Skriver K., 1990, Gene expression in response to abscisic acid and osmotic stress, Plant Cell, 2, 503
Strid A., 1993, Increased expression of defence genes in Pisum sativum after exposure to supplementary ultraviolet‐B radiation, Plant Cell Physiol, 34, 949
Tsang E. W. T., 1991, Differential regulation of superoxide dismutases in plants exposed to environmental stress, Plant Cell, 3, 783