Abstract
The plant glutathione peroxidase (GPX) family consists of multiple isoenzymes with distinct subcellular locations which exhibit different tissue-specific expression patterns and environmental stress responses. Contrary to most of their counterparts in animal cells, plant GPXs contain cysteine instead of selenocysteine in their active site and while some of them have both glutathione peroxidase and thioredoxin peroxidase functions, the thioredoxin regenerating system is much more efficient in vitro than the glutathione system. At present, the function of these enzymes in plants is not completely understood. The occurrence of thiol-dependent activities of plant GPX isoenzymes suggests that – besides detoxification of H2O2 and organic hydroperoxides – they may be involved in regulation of the cellular redox homeostasis by maintaining the thiol/disulfide or NADPH/NADP+ balance. GPXs may represent a link existing between the glutathione- and the thioredoxin-based system. The various thiol buffers, including Trx, can affect a number of redox reactions in the cells most probably via modulation of thiol status. It is still required to identify the in vivo reductant for particular GPX isoenzymes and partners that GPXs interact with specifically. Recent evidence suggests that plant GPXs does not only protect cells from stress induced oxidative damage but they can be implicated in plant growth and development. Following a more general introduction, this study summarizes present knowledge on plant GPXs, highlighting the results on gene expression analysis, regulation and signaling of Arabidopsis thaliana GPXs and also suggests some perspectives for future research.
Keywords
Antioxidant enzyme; Plant glutathione peroxidase; Reactive oxygen species; Redox regulation
Abbreviations
ABA, abscisic acid; ABI, abscisic acid insensitive; APX, ascorbate peroxidase; AS, antisense; ASC, ascorbate; CAT, catalase; DHA, dehydroascorbic acid; GA, gibberellic acid; GPX, glutathione peroxidase; GPx4/PHGPX, phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase/animal GPx4 enzime; GR, glutathione reductase; GRX, glutaredoxin; GSH, reduced glutathione; GSSG, oxidized glutathione/glutathione disulfide; GST, glutathione transferase; IAA, indole-3-acetic acid; MeJA, methyl jasmonate; POD, guaiacol peroxidase; Prx, peroxiredoxin/thioredoxin peroxidase; ROS, reactive oxygen species; SOD, superoxide dismutase; SA, salicylic acid; Trx, thioredoxin
บทคัดย่อThe plant glutathione peroxidase (GPX) family consists of multiple isoenzymes with distinct subcellular locations which exhibit different tissue-specific expression patterns and environmental stress responses. Contrary to most of their counterparts in animal cells, plant GPXs contain cysteine instead of selenocysteine in their active site and while some of them have both glutathione peroxidase and thioredoxin peroxidase functions, the thioredoxin regenerating system is much more efficient in vitro than the glutathione system. At present, the function of these enzymes in plants is not completely understood. The occurrence of thiol-dependent activities of plant GPX isoenzymes suggests that – besides detoxification of H2O2 and organic hydroperoxides – they may be involved in regulation of the cellular redox homeostasis by maintaining the thiol/disulfide or NADPH/NADP+ balance. GPXs may represent a link existing between the glutathione- and the thioredoxin-based system. The various thiol buffers, including Trx, can affect a number of redox reactions in the cells most probably via modulation of thiol status. It is still required to identify the in vivo reductant for particular GPX isoenzymes and partners that GPXs interact with specifically. Recent evidence suggests that plant GPXs does not only protect cells from stress induced oxidative damage but they can be implicated in plant growth and development. Following a more general introduction, this study summarizes present knowledge on plant GPXs, highlighting the results on gene expression analysis, regulation and signaling of Arabidopsis thaliana GPXs and also suggests some perspectives for future research.KeywordsAntioxidant enzyme; Plant glutathione peroxidase; Reactive oxygen species; Redox regulationAbbreviationsABA, abscisic acid; ABI, abscisic acid insensitive; APX, ascorbate peroxidase; AS, antisense; ASC, ascorbate; CAT, catalase; DHA, dehydroascorbic acid; GA, gibberellic acid; GPX, glutathione peroxidase; GPx4/PHGPX, phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase/animal GPx4 enzime; GR, glutathione reductase; GRX, glutaredoxin; GSH, reduced glutathione; GSSG, oxidized glutathione/glutathione disulfide; GST, glutathione transferase; IAA, indole-3-acetic acid; MeJA, methyl jasmonate; POD, guaiacol peroxidase; Prx, peroxiredoxin/thioredoxin peroxidase; ROS, reactive oxygen species; SOD, superoxide dismutase; SA, salicylic acid; Trx, thioredoxin
การแปล กรุณารอสักครู่..
บทคัดย่อ
กลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดพืช (GPX) ครอบครัวประกอบด้วย isoenzymes หลายที่มีสถานที่ที่แตกต่าง subcellular ซึ่งแสดงรูปแบบการแสดงออกเนื้อเยื่อเฉพาะที่แตกต่างกันและการตอบสนองความเครียดสิ่งแวดล้อม ตรงกันข้ามกับส่วนใหญ่ของคู่ของพวกเขาในเซลล์สัตว์ GPXs พืชมี cysteine แทน selenocysteine ในการใช้งานเว็บไซต์ของพวกเขาและในขณะที่บางส่วนของพวกเขามีทั้งกลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดและฟังก์ชั่น peroxidase thioredoxin ระบบ regenerating thioredoxin มีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่าในหลอดทดลองระบบกลูตาไธโอน ในปัจจุบันการทำงานของเอนไซม์เหล่านี้ในโรงงานที่ไม่ได้เข้าใจอย่างสมบูรณ์ การเกิดขึ้นของกิจกรรม thiol ขึ้นอยู่กับพืช GPX isoenzymes แสดงให้เห็นว่า - นอกเหนือจากการล้างพิษของ H2O2 และ hydroperoxides อินทรีย์ - พวกเขาอาจจะมีส่วนร่วมในการควบคุมสมดุลอกซ์โทรศัพท์มือถือโดยการรักษา thiol / ซัลไฟด์หรือ NADPH / NADP + สมดุล GPXs อาจเป็นตัวแทนของการเชื่อมโยงที่มีอยู่ระหว่าง glutathione- และระบบ thioredoxin ตาม บัฟเฟอร์ thiol ต่าง ๆ รวมทั้ง Trx สามารถส่งผลกระทบต่อจำนวนของปฏิกิริยาในเซลล์ส่วนใหญ่อาจจะผ่านการปรับสถานะของ thiol มันยังคงจำเป็นต้องระบุดักในร่างกายสำหรับ isoenzymes GPX โดยเฉพาะอย่างยิ่งและคู่ค้าที่ GPXs โต้ตอบกับเฉพาะ หลักฐานล่าสุดแสดงให้เห็นว่าพืช GPXs ไม่เพียง แต่ปกป้องเซลล์จากการเหนี่ยวนำให้เกิดความเครียดความเสียหายออกซิเดชัน แต่พวกเขาสามารถมีส่วนเกี่ยวข้องในการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืช ต่อไปนี้การแนะนำทั่วไปมากขึ้นการศึกษาครั้งนี้สรุปความรู้ในปัจจุบัน GPXs พืชและไฮไลท์ผลการวิเคราะห์การแสดงออกของยีนควบคุมและสัญญาณของ Arabidopsis thaliana GPXs และยังแสดงให้เห็นมุมมองบางอย่างสำหรับการวิจัยในอนาคต. คำสำคัญเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระ; พืช peroxidase กลูตาไธโอน; ออกซิเจนสายพันธุ์; Redox ระเบียบย่อABA กรดแอบไซซิก; ABI กรดแอบไซซิกตาย; APX, peroxidase ascorbate; AS, antisense; ASC, ascorbate; CAT, catalase; DHA กรด dehydroascorbic; GA, กรด gibberellic; GPX, กลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเด; GPx4 / PHGPX, ไฮโดรฟอสโฟกลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเด / สัตว์ GPx4 enzime; อู๊ reductase กลูตาไธโอน; GRX, glutaredoxin; GSH ลดลงกลูตาไธโอน; GSSG กลูตาไธโอนออกซิไดซ์ / กลูตาไธโอนซัลไฟด์; ภาษีมูลค่าเพิ่ม, transferase กลูตาไธโอน; IAA กรดอินโดล-3-อะซิติก เชื้อร, เมธิล jasmonate; POD, peroxidase guaiacol; PRX, peroxiredoxin / thioredoxin peroxidase; ROS, ออกซิเจนสายพันธุ์; SOD, superoxide dismutase; SA, กรดซาลิไซลิ; TRX, thioredoxin
การแปล กรุณารอสักครู่..
นามธรรม
พืชกลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดส ( GPX ) ของครอบครัว ประกอบด้วย หลาย ที่แตกต่างกัน สถานที่ ซึ่งมีรูปแบบที่แตกต่างกันแสดงตําแหน่งภายในเซลล์ tissue-specific และการตอบสนองความเครียดทางสิ่งแวดล้อม ตรงข้ามกับส่วนใหญ่ของคู่ของพวกเขาในเซลล์สัตว์gpxs พืชประกอบด้วยกรดอะมิโนแทนที่จะซีลีโนซิสตีอีนในไซต์งานของพวกเขาและในขณะที่บางส่วนของพวกเขามีทั้งกลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดสและหน้าที่มี thioredoxin , thioredoxin ปฏิรูประบบประสิทธิภาพมากขึ้นกว่าระบบกลูตาไธโอนในหลอดทดลอง . ปัจจุบัน การทำงานของเอนไซม์เหล่านี้ ในพืชจะไม่สมบูรณ์ครับการเกิดของ thiol ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของ GPX พืชบ่งบอกว่า–นอกจากนี้การล้างพิษของ H2O2 – hydroperoxides อินทรีย์และพวกเขาอาจจะเกี่ยวข้องกับการควบคุมของเซลปฏิกิริยารีดอกซ์สมดุล โดยการรักษาสมดุล nadph / ขนาด / ไดซัลไฟด์หรือ nadp . gpxs อาจเป็นตัวแทนของการเชื่อมโยงที่มีอยู่ระหว่างกลูต้าไธโอน - และ thioredoxin ที่ใช้ระบบ บัฟเฟอร์ขนาดต่าง ๆรวมทั้งโทรศัพท์ มีผลต่อจำนวนของปฏิกิริยารีดอกซ์ในเซลล์ส่วนใหญ่คงผ่านการปรับขนาดของสถานะ มันยังใช้เพื่อระบุชนิดของต่างโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ GPX และพันธมิตรที่ gpxs โต้ตอบกับเฉพาะหลักฐานล่าสุดชี้ว่า gpxs พืชไม่เพียง แต่ปกป้องเซลล์จากความเครียดที่เกิดความเสียหายออกซิเดชัน แต่พวกเขาสามารถที่เกี่ยวข้องในการเจริญเติบโตและการพัฒนา ต่อไปนี้เป็นบทนำทั่วไปมากขึ้น การศึกษานี้สรุป ความรู้ในปัจจุบัน gpxs พืช เน้นผลในการวิเคราะห์การแสดงออกของยีนการควบคุมและการส่งสัญญาณของ Arabidopsis thaliana gpxs และยังได้แสดงมุมมองของการวิจัยในอนาคต
สารต้านอนุมูลอิสระเอนไซม์ glutathione peroxidase คำหลัก ; พืช ; ชนิดออกซิเจนปฏิกิริยารีดอกซ์ระเบียบ
; คำย่อ ABA , abscisic acid ; ABI abscisic acid APX ascorbate peroxidase , ตาย ; ; เป็น antisense ; ASC จากแมว , Catalase , ; ; dehydroascorbic acid ; DHA , Gaกรดจิบเบอเรลลิก ; GPX , กลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดส ; gpx4 / phgpx ฟอสโฟลิพิด hydroperoxide , กลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดส / สัตว์ gpx4 enzime ; GR , กลูต้าไธโอนรีดักเตส ; grx glutaredoxin GSH กลูต้าไธโอน , ; ลดลง ; gssg อกซิไดซ์กลูตาไธโอน / กลูต้าไธโอนได ; ภาษีไต่ตอม ; IAA กรดกระเพาะ ; ตาราง , , ไดเมทิลจั มเนต ; เอนไซม์ ; เปลี่ยนฝัก ,peroxiredoxin / thioredoxin peroxidase ; รอสปฏิกิริยาชนิดออกซิเจน ; SOD , Superoxide Dismutase ; ซา , salicylic acid ; โทรศัพท์ thioredoxin ,
การแปล กรุณารอสักครู่..