Биологический каталог




Пероксидаза как компонент антиоксидантной системы живых организмов

Автор В.В.Рогожин

ая кислота, гидрохинон, мочевая кислота, мочевина, глутатион и др.) и высокомолекулярных (супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидаза) соединений [Кения и др., 1993; Меньшикова, Зен-ков, 1993; Зенков, Меньшикова, 1993]. Причем между компонентами системы просматривается взаимная зависимость [Вер-хотуров, 1999]. Среди ферментов следует выделить пероксидазу, которая, обладая широкой субстратной специфичностью, способна катализировать реакции окисления различных органических соединений [Угарова и др., 1981]. Причем особенностью механизма действия пероксидазы является способность фермента катализировать окисление органических субстратов с участием

48

Пероксидаза — катализатор биогенных систем

кислорода, т.е. фермент может осуществлять роль оксидазы. Ок-сидазными субстратами фермента, как было сказано выше, служат индолил-3-уксусная кислота, диоксифумаровая кислота и др. Продуктами окисления в оксидазных реакциях являются супероксид анион-радикал (02"~) и катион-радикал ИУК, последний в кислой среде декарбоксилируется, превращаясь в радикал скатола. Радикалы скатола могут реагировать в дальнейшем с молекулярным кислородом, образуя перокси-радикалы и далее перекись скатола (Савицкий и др., 1998). Поэтому генерация свободных радикалов пероксидазой в оксидазных реакциях фермента может быть условием для его участия в процессах свобод-норадикального окисления в семенах пшеницы, а фермент может осуществлять роль инициатора образования свободных радикалов в семенах [Рогожин, 1999; Рогожин и др., 2000а].

В круг пероксидазных субстратов фермента входят различные функционально активные вещества в том числе и антиоксидан-ты [Рогожин, Верхотуров, 19986]. В реакциях индивидуального окисления эти соединения чаще всего являются медленно окисляемыми субстратами, однако при совместном окислении с быстро окисляемым субстратом, скорость их пероксидазного окисления может возрастать в 100 и более раз [Лебедева, Угарова, 1996; Рогожин, Верхотуров, 1998в]. Пероксидаза способна осуществлять контроль за уровнем перекиси, восстанавливая ее до воды и при этом окислять низкомолекулярные антиоксиданты. В процессе каталитической реакции могут образовываться свободные радикалы, которые в начальный момент прорастания семян способны инициировать реакции свободнорадикального окисления, активируя при этом протекание перекисного окисления липидов [Рогожин, 1999]. Следует выделить ряд особенностей в проявлении активности пероксидазы в покоящихся и прорастающих семенах. Так, например, в сухих семенах выявляется высокая пе-роксидазная активность, коррелирующая с уровнем их жизнеспособности. Тогда как низкая активность фермента свидетельствует о понижении жизнеспособности и всхожести семян [Рогожин, Егорова, 1991].

В условиях искусственного гипобиоза, вызванного длительным затоплением семян в воде, у них так же отмечается увеличение содержания антиоксидантов, сопровождающееся уменьшением уровня ПОЛ. Тогда как использование низких концентраций перекиси водорода при набухании семян, в последних повышается перок-

49

Глава II

сидазная активность, коррелирующая с возрастанием их всхожести [Нариманов, Корыстов, 1998; Рогожин, 2001].

Набухание и прорастание семян сопровождается активированием ПОЛ, изменением в составе антиоксидантов и повышением активности пероксидазы в десятки и более раз [Рогожин, Егорова, 1991]. У непроросших семян отмечается повышение содержания антиоксидантов при пониженном уровне ПОЛ и пе-роксидазной активности. В прорастающих семенах происходит переключение дегидрогеназных реакций на аэробные, которые могут осуществляться с помощью эндогенных функционально активных веществ. При этом активность дегидрогеназ может регулироваться различными концентрациями АТФ, а пероксидазы - ИУК.

Субстратами пероксидазы могут быть и фитогормоны (абс-цизовая кислота, гибберелловая кислота, ауксины и др.), поэтому фермент имеет большое значение в регуляции состава функционально активных веществ в тканях растений и животных. Причем окисление БАВ ферментом способствует генерации свободных радикалов в семенах, а как следствие этого процесса является активизация ПОЛ. Вслед за этими процессами в семенах возрастает дыхание, повышается общий уровень метаболических процессов, что проявляется в ускоренном прорастании семян, активно выходящих из состояния покоя [Рогожин, 1999].

2.4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРОКСИДАЗЫ В АНАЛИТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

В этой главе мы кратко рассмотрим использование пероксидазы в аналитических исследованиях поскольку этой теме посвящено очень много обзоров [Долманова, Угарова, 1980; Угарова и др., 1981; Угарова, 1982; McCapra, Behesti, 1985].

Использование пероксидазы в аналитических исследованиях можно представить в виде общей схемы (рис. 7).

Пероксидаза хрена и специфические антитела против нее (Ан-тиПХ) широко используются в иммуноферментном анализе [Им-муноферментный 1988; Ким, 1989] и иммуноцитохимии [По-лак, Ван Норден, 1987]. Способов использования пероксидазных реакций в аналитических целях в настоящее время накопилось очень много. Однако особый интерес вызывают способы анализа

50

Пероксидаза — катализатор биогенных систем

Пероксидаза

в аналитических исследованиях

Определение перекиси водорода

Определение микроколичеств БАВ

Применение в иммуноферментном анализе

Использование в очистных сооружениях

Использование в создании биосенсорных устройств

Рис. 7. Способы и методы использования пероксидазы в аналитических

исследованиях.

веществ, используемых в реакциях совместного окисления. Так, например, амидопирин относится к классу пиразолонов, которые широко применяются в медицине в качестве жаропонижающих средств и анальгетиков [Машковекий, 2002]. Соединения этой группы используются и в диагностических целях, заменяя канцерогенные бензидин, о-толуидин, о-дианизидин [Канцерогенные 1987; Searle, 1984]. Поэтому совместное пероксидаз-ное окисление 4-аминоантипирина с фенолом или его производными, дающее интенсивно окрашенные продукты, используется при ферментативном определении глюкозы и в иммунохимиче-ских тестах [Вербов, 1986]. Тогда как сам амидопирин применяется для диагностики скрытых кровотечений [Плетнева, 1987], особенности пероксидазного окисления которого изучены в работе [Качурин и др., 1991].

Реакции совместного окисления субстратов используются для определения активности пероксидазы [Саксонов и др., 1993]. Так, например, предложено определять активность пероксидазы, используя смеси в составе пирокатехин и резорцин или гваякол и бензидин. Причем эти методы в несколько раз были более чувствительны, чем методы определения пероксидазной активности при использовании этих соединений в реакциях индивидуального окисления.

Разработан способ в основе которого используется совместное окисление гваякола и р-аминодиэтиланилина. При концентрации каждого из компонентов в 0,25—0,75 мМ метод позволял повысить чувствительность определения пероксидазной активности в 5—6 раз. Этот способ предлагается использовать для

51

Глава II

определения пероксидазной ак

страница 14
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Скачать книгу "Пероксидаза как компонент антиоксидантной системы живых организмов" (3.56Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(20.08.2019)