Violaxanthin de-epoxidase catalyzes

Violaxanthin de-epoxidase catalyzes the de-epoxidation of violaxanthin
to antheraxanthin and zeaxanthin in the xanthophyll cycle.
Its activity is optimal at approximately pH 5.2 and requires
ascorbate. In conjunction with the transthylakoid pH gradient, the
formation of antheraxanthin and zeaxanthin reduces the photochemical
efficiency of photosystem II by increasing the nonradiative
(heat) dissipation of energy in the antennae. Previously, violaxanthin
de-epoxidase had been partially purified. Here we report its
purification from lettuce (Lactuca sativa var Romaine) to one major
polypeptide fraction, detectable by two-dimensional isoelectic focusing/sodium
dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,
using anion-exchange chromatography on Mono Q and a nove1
lipid-affinity precipitation step with monogalactosyldiacylglyceride.
lhe association of violaxanthin de-epoxidase and monogalactosyldiacyglyceride
at pH 5.2 is apparently specific, since little enzyme
was precipitated by eight other lipids tested. Violaxanthin de-epoxidase
has an isoelectric point of 5.4 and an apparent molecular
mass of 43 kD. Partia1 amino acid sequences of the N terminus and
tryptic fragments are reported. The peptide sequences are unique in
the GenBank data base and suggest that violaxanthin de-epoxidase
is nuclear encoded, similar to other chloroplast proteins localized in
the lumen.
VDE is an enzyme of the xanthophyll cycle that is localized
in the chloroplast lumen and catalyzes the conversion
of V to A and Z in the presence of an acidic lumen and
ascorbate. In vivo, de-epoxidation is induced when a high
transthylakoid pH gradient develops in plants exposed to
high light intensities. The accumulation of Z and A, along
with the transthylakoid pH gradient, mediates nonradiative
dissipation of light energy in the antennae (reviewed
by Bjorkman and Demmig-Adams, 1993). This nonradiative
dissipation of light energy is an alternative energy path
that diverts energy from PSII, effectively down-regulating
PSII's efficiency. Although a large body of evidence has
accumulated documenting the relationship between the
presence of the de-epoxidized xanthophyll-cycle pigments
(A and Z) and a plant's ability to dissipate excess light
' This work was supported by grant No. DE-FG03-92ER20078
from the Department of Energy, Division of Biosciences to H.Y.Y.
* Corresponding author; e-mail [e-mail]; fax
1- 808 -956-8131.
697
energy as heat, the mechanism is debated (Horton et al.,
1994; Pfündel and Bilger, 1994; Yamamoto and Bassi, 1995).
The components of the xanthophyll cycle make up from
10 to 40% of the total carotenoids in leaves, depending on
species and growth conditions. Growth in high light results
in a larger pool of xanthophyll-cycle pigments (Thayer and
Bjorkman, 1990). The cycle is also termed the V cycle to
distinguish it from another xanthophyll cycle in diatoms
involving diadinoxanthin and diatoxanthin (Hager, 1975).
Study of the cycle itself has a long history. Sapozhnikov et
al. (1957) first observed that the V concentration in leaves
was reversibly decreased by light-dark treatments.
Yamamoto et al. (1962) demonstrated that the changes
were due to the stoichiometric and cyclical conversions
among V, A, and Z.
Light induces the forward de-epoxidase reaction by establishing
the necessary acidic lumen through the proton
pump. The required acidity for de-epoxidase activity can
also be generated by ATP hydrolysis or supplied by buffer
(Hager, 1969; Yamamoto et al., 1972). In isolated chloroplasts,
the addition of ascorbate, which is presumably lost
during isolation, is also required as an essential and specific
reductant for de-epoxidase activity. Ascorbate also
supports a pseudocyclic electron transport mediated by the
Mehler peroxidase reaction that can generate sufficient
lumen acidity for de-epoxidation (Neubauer and Yamamoto,
1992).
Previously, VDE was partially purified from spinach
(Hager and Perz, 1970) and lettuce (Lactuca sativa)
(Yamamoto and Higashi, 1978). Although far from pure,
these preparations allowed the characterization of severa1
properties of the de-epoxidase. It was found that purified V
was a poor substrate for VDE unless suspended with
MGDG, the major lipid of chloroplast thylakoids
(Yamamoto et al., 1974). Moreover, VDE itself requires a
small amount of absorbed MGDG for activity (Yamamoto
and Higashi, 1978).
Abbreviations: A, antheraxanthin; DGDG, digalactosyldiacylglyceride;
Hex-11, hexagonal two-phase; MGDG, monogalactosyldiacylglyceride;
PA, phosphatidic acid; PC, phosphatidylcholine;
PE, phosphatidylethanolamine; PG, phosphatidyl-D-L-glycerol; PI,
phosphatidylinositol; I'S, phosphatidyl-L-serine; V, violaxanthin;
VDE, violaxanthin de-epoxidase; Z, zeaxanthin.
Downloaded from www.plantphysiol.org on May 6, 2016 - Published by www.plant.org
Copyright © 1996 American Society of Plant Biologists. All rights reserved.
698 Rockholm and Yamamoto Plant Physiol. Vol. 110, 1996
The de-epoxidase is

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Violaxanthin de epoxidase catalyzes de-epoxidation ของ violaxanthinantheraxanthin และ zeaxanthin ในวงจร xanthophyllกิจกรรมของที่ดีที่สุดที่ประมาณ pH 5.2 และจำเป็นต้องascorbate ร่วมกับการไล่ระดับสีค่า pH transthylakoid การก่อ antheraxanthin และ zeaxanthin ลดการ photochemicalประสิทธิภาพของ photosystem II โดยเพิ่มที่ nonradiative(ระบาย) พลังงานในเสาอากาศ ก่อนหน้านี้ violaxanthinเด epoxidase ได้รับบริสุทธิ์บางส่วน นี่เรารายงานตัวบริสุทธิ์จากผักกาดหอม (Lactuca sativa var Romaine) ไปหนึ่งหลักส่วน polypeptide ตรวจจับได้ โดย isoelectic สองมิติโฟกัส/โซเดียมdodecyl ซัลเฟต polyacrylamide เจอิใช้แลกเปลี่ยนไอออน chromatography Q โมโนและ nove1ขั้นตอนฝนความสัมพันธ์ของไขมันกับ monogalactosyldiacylglycerideสมาคม lhe violaxanthin de epoxidase และ monogalactosyldiacyglycerideที่ pH 5.2 คือชัดเฉพาะ ตั้งแต่เล็กน้อยเอนไซม์ไม่ตกตะกอน โดยแปดโครงการอื่น ๆ ผ่านทดสอบ Violaxanthin เด epoxidaseมี isoelectric จุด 5.4 และชัดเจนเป็นโมเลกุลมวลของ 43 kD ลำดับกรดอะมิโน Partia1 ของสถานี N และส่วน tryptic มีรายงาน เปปไทด์ลำดับที่ไม่ซ้ำกันในข้อมูล GenBank ฐาน และแนะนำที่ violaxanthin เด epoxidaseนิวเคลียร์เข้ารหัส คล้ายกับโปรตีนอื่น ๆ คลอโรพลาสต์ที่แปลในลูเมนVDE เป็นเอนไซม์ของรอบ xanthophyll ที่เป็นภาษาท้องถิ่นในเซลล์คลอโรพลาสต์ และ catalyzes การแปลงของ V-A และ Z ในลูเมนเป็นกรด และascorbate ในสัตว์ทดลอง เด epoxidation จะเกิดเมื่อสูงการไล่ระดับค่า pH transthylakoid พัฒนาพืชที่สัมผัสกับความเข้มแสงสูง การสะสมของ Z และ A ตามมีการไล่ระดับสีค่า pH transthylakoid, mediates nonradiativeการกระจายพลังงานแสงในเสาอากาศ (การตรวจสอบโดย Bjorkman และ Demmig อดัมส์ 1993) Nonradiative นี้การกระจายพลังงานแสงเป็นพลังงานทางเลือกเส้นทางที่ diverts พลังงานจาก PSII ควบคุมลงได้อย่างมีประสิทธิภาพประสิทธิภาพของ PSII ร่างใหญ่ที่มีสะสมเอกสารความสัมพันธ์ระหว่างการของสีรอบ xanthophyll epoxidized เดอ(A และ Z) และพืชสามารถกระจายแสงส่วนเกิน' งานนี้ได้รับการสนับสนุน โดยให้หมายเลข เดอ-FG03-92ER20078จากกระทรวงพลังงาน กองวิทยาศาสตร์ชีวภาพในระดับการ H.Y.Y.* ผู้เขียนที่เกี่ยวข้อง อีเมล์ [e-mail]; โทรสาร1-808-956-8131697พลังงานเป็นความร้อน กลไกที่เป็นถกเถียงกัน (ฮอร์ตัน et al.,ปี 1994 Pfündel และ Bilger, 1994 ยามาโมโตะและ Bassi, 1995)ส่วนประกอบของวงจร xanthophyll ทำขึ้นจาก10-40% ของ carotenoids รวมในใบ ขึ้นอยู่กับสภาพสายพันธุ์และการเจริญเติบโต เจริญเติบโตในผลอ่อนในสระว่ายน้ำขนาดใหญ่ของ xanthophyll-วงจรสี (จาก และBjorkman, 1990) วงจรเรียกว่าวงจร V เพื่อแตกต่างจากวงจร xanthophyll อื่น diatomsเกี่ยวข้องกับ diadinoxanthin และ diatoxanthin (Hager, 1975)ศึกษาวงจรเองได้ Sapozhnikov ร้อยเอ็ดal. (1957) พบว่า ความเข้มข้นของ V ในใบครั้งแรกreversibly เป็นถูกลดลง โดยมืดแสงบำบัดยามาโมโตะร้อยเอ็ด (1962) แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงได้เนื่องจากการแปลง stoichiometric และวงจรหมู่ V, A และ Zแสงก่อให้เกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า de-epoxidase โดยสร้างลูเมนเปรี้ยวจำเป็นผ่านโปรตอนในปั๊ม สามารถชิมจำเป็นสำหรับกิจกรรมเด epoxidaseยัง สามารถสร้างขึ้น โดยสลาย ATP หรือโดยบัฟเฟอร์(Hager, 1969 ยามาโมโตะ et al. 1972) ใน chloroplasts แยกนอกเหนือจาก ascorbate ซึ่งน่าจะหายระหว่างแยก จะต้องเป็นการเฉพาะและที่สำคัญreductant กิจกรรมเด epoxidase Ascorbate ยังรองรับการขนส่งอิเล็กตรอน pseudocyclic ส่งต่อโดยการMehler ฮอสปฏิกิริยาซึ่งสามารถสร้างได้เพียงพอกรดลูเมนสำหรับเด epoxidation (Neubauer และยามาโมโตะ1992)ก่อนหน้านี้ VDE บางส่วนบริสุทธิ์จากผักขม(Hager และ Perz, 1970) และผักกาดหอม (Lactuca sativa)(ยามาโมโตะและฮิกาชิ 1978) แม้ว่าไกลจากบริสุทธิ์การเตรียมการเหล่านี้สามารถจำแนกลักษณะของ severa1คุณสมบัติของเดอ-epoxidase พบที่บริสุทธิ์ Vเป็นพื้นผิวไม่ดี VDE เว้นหยุดด้วยMGDG ไขมันสำคัญของคลอโรพลาสต์ thylakoids(ยามาโมโตะและ al. 1974) นอกจากนี้ VDE ตัวเองต้องการMGDG ดูดซึมสำหรับกิจกรรม (ยามาโมโตะจำนวนเล็กน้อยและฮิกา ชิ 1978)ตัวย่อ: A, antheraxanthin DGDG, digalactosyldiacylglyceride11 หกเหลี่ยม หกเหลี่ยมสองเฟส MGDG, monogalactosyldiacylglyceridePA กรด phosphatidic PC, phosphatidylcholinePE, phosphatidylethanolamine PG, phosphatidyl-D-L-กลีเซอรอล PIphosphatidylinositol ของฉัน phosphatidyl-L-รอบเส้นใยประสาท V, violaxanthinVDE, violaxanthin de-epoxidase Z, zeaxanthinดาวน์โหลดจาก www.plantphysiol.org เมื่อ 6 พฤษภาคม 2016 - เผยแพร่ โดย www.plant.orgลิขสิทธิ์ © 1996 อเมริกันสมาคมพืชชีววิทยา สงวนลิขสิทธิ์698 Rockholm และยามาโมโตะพืช Physiol. ฉบับ 110, 1996คือเดอ-epoxidase

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

Violaxanthin de-epoxidase กระตุ้น de-epoxidation ของ violaxanthin
เพื่อ antheraxanthin และซีแซนทีนในวงจรแซนโทฟิได้.
กิจกรรมของมันคือการที่ดีที่สุดที่ประมาณค่า pH 5.2 และต้อง
ascorbate ควบคู่ไปกับการไล่ระดับสี transthylakoid ค่า pH ที่
การก่อตัวของ antheraxanthin และซีแซนทีนช่วยลดแสง
ประสิทธิภาพของ photosystem II โดยการเพิ่ม nonradiative
(ความร้อน) การกระจายของพลังงานในเสาอากาศ ก่อนหน้านี้ violaxanthin
de-epoxidase เคยบริสุทธิ์บางส่วน ที่นี่เรารายงาน
บริสุทธิ์จากผักกาดหอม (Lactuca sativa var Romaine) อย่างใดอย่างหนึ่งที่สำคัญ
ส่วน polypeptide, ตรวจพบโดยสองมิติ isoelectic มุ่งเน้น / โซเดียม
โดเดซิลซัลเฟต polyacrylamide gel electrophoresis,
ใช้โครมาลบแลกเปลี่ยนใน Mono Q และ nove1
เร่งรัดไขมันเป็นพี่น้องกัน ขั้นตอนที่มี monogalactosyldiacylglyceride.
สมาคม LHE ของ violaxanthin de-epoxidase และ monogalactosyldiacyglyceride
ที่ pH 5.2 เป็นเฉพาะที่เห็นได้ชัดเนื่องจากเอนไซม์เล็ก ๆ น้อย ๆ
ได้รับการตกตะกอนโดยแปดไขมันอื่น ๆ ที่ผ่านการทดสอบ Violaxanthin de-epoxidase
มีจุดเชื่อมต่อ Isoelectric 5.4 และโมเลกุล
มวลของ 43 kD Partia1 ลำดับกรดอะมิโนของสถานี N และ
เศษ tryptic จะมีการรายงาน ลำดับเปปไทด์ที่เป็นเอกลักษณ์ใน
GenBank อย่างฐานข้อมูลและแนะนำว่า violaxanthin de-epoxidase
ถูกเข้ารหัสนิวเคลียร์คล้ายกับโปรตีน chloroplast อื่น ๆ ภาษาท้องถิ่นใน
เซลล์.
VDE เป็นเอนไซม์ของวงจรแซนโทฟิที่เป็นภาษาท้องถิ่น
ในลูเมน chloroplast และกระตุ้นการแปลง
ของ V เพื่อ A และ Z ในการปรากฏตัวของเซลล์ที่เป็นกรดและ
ascorbate ในร่างกาย de-epoxidation จะถูกเหนี่ยวนำสูงเมื่อมี
การไล่ระดับสี transthylakoid ค่า pH พัฒนาในพืชสัมผัสกับ
ความเข้มของแสงสูง การสะสมของ Z และพร้อม
กับการไล่ระดับสี transthylakoid ค่า pH ไกล่เกลี่ย nonradiative
กระจายของพลังงานแสงในเสาอากาศ (สอบทาน
โดย Bjorkman และ Demmig-อดัมส์, 1993) นี้ nonradiative
กระจายของพลังงานแสงเป็นพลังงานทางเลือกเส้นทาง
ที่ธารพลังงานจาก PSII ได้อย่างมีประสิทธิภาพลดลงควบคุม
ประสิทธิภาพของ PSII แม้ว่าร่างกายใหญ่ของหลักฐานได้
สะสมเก็บเอกสารความสัมพันธ์ระหว่าง
การปรากฏตัวของเดออิพอกไซด์เม็ดสีแซนโทฟิวงจร
(A และ Z) และความสามารถของโรงงานเพื่อกระจายแสงส่วนเกิน
'งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากทุนฉบับ DE-FG03-92ER20078
จากกรมพลังงาน, กองชีววิทยาศาสตร์เพื่อ HYY
* ผู้รับผิดชอบ; [e-mail] อีเมล โทรสาร
. 1- 808 -956-8131
697
พลังงานความร้อนกลไกที่มีการถกเถียงกัน (ฮอร์ตัน, et al.,
1994; Pfündelและ Bilger 1994; ยามาโมโตะและ Bassi, 1995).
ส่วนประกอบของวงจรแซนโทฟิทำขึ้นจาก
10 40% ของนอยด์รวมในใบขึ้นอยู่กับ
ชนิดและสภาวะการเจริญเติบโต การเจริญเติบโตในผลแสงสูง
ในสระว่ายน้ำขนาดใหญ่ของเม็ดสีแซนโทฟิวงจร (เธเออร์และ
Bjorkman, 1990) วงจรนอกจากนี้ยังเรียกว่าวงจรวีจะ
แตกต่างจากวงจรแซนโทฟิอื่นในไดอะตอม
ที่เกี่ยวข้องกับ diadinoxanthin และ diatoxanthin (Hager, 1975).
การศึกษารอบตัวเองมีประวัติศาสตร์อันยาวนาน Sapozhnikov et
al, (1957) ครั้งแรกที่สังเกตเห็นว่ามีความเข้มข้น V ในใบ
ลดลงพลิกกลับจากการรักษาแสงมืด.
ยามาโมโตะ, et al (1962) แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลง
ได้เนื่องจากการแปลงทฤษฎีและวัฏจักร
หมู่ V, A, และ Z
ไฟก่อให้เกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า de-epoxidase โดยการสร้าง
เซลล์ที่เป็นกรดที่จำเป็นผ่านโปรตอน
ปั๊ม ความเป็นกรดที่จำเป็นสำหรับกิจกรรม de-epoxidase สามารถ
ยังถูกสร้างขึ้นโดยเอทีพีย่อยที่จัดทำโดยบัฟเฟอร์
(Hager 1969. ยามาโมโตะ, et al, 1972) ในคลอโรพลาแยก
นอกเหนือจาก ascorbate ซึ่งจะหายไปสันนิษฐานว่า
ในช่วงแยกยังจะต้องเป็นสิ่งจำเป็นและเฉพาะเจาะจง
ดักสำหรับกิจกรรม de-epoxidase วิตามินซียัง
สนับสนุนการขนส่งอิเล็กตรอน pseudocyclic ไกล่เกลี่ยโดย
ปฏิกิริยา peroxidase Mehler ที่สามารถสร้างเพียงพอ
ความเป็นกรดลูเมนสำหรับ de-epoxidation (Neubauer และยามาโมโตะ,
1992).
ก่อนหน้านี้ VDE เป็นบางส่วนบริสุทธิ์จากผักโขม
(Hager และ Perz, 1970) และผักกาดหอม (Lactuca sativa)
(ยามาโมโตะและฮิกาชิ, 1978) แม้ว่าจะห่างไกลจากความบริสุทธิ์
เตรียมการเหล่านี้ได้รับอนุญาตให้ลักษณะของ severa1
คุณสมบัติของ de-epoxidase มันก็พบว่าบริสุทธิ์ V
เป็นสารตั้งต้นที่ดีสำหรับ VDE เว้นแต่ระงับด้วย
MGDG, ไขมันที่สำคัญของ thylakoids chloroplast
(ยามาโมโตะ et al., 1974) นอกจากนี้ VDE ตัวเองต้องมี
จำนวนเล็ก ๆ ของการดูดซึม MGDG สำหรับกิจกรรม (ยามาโมโตะ
และฮิกาชิ, 1978).
ย่อ: A, antheraxanthin; DGDG, digalactosyldiacylglyceride;
Hex-11 หกเหลี่ยมสองเฟส; MGDG, monogalactosyldiacylglyceride;
PA, กรด phosphatidic; PC, phosphatidylcholine;
PE, phosphatidylethanolamine; PG, Phosphatidyl-DL-กลีเซอรอล; PI,
phosphatidylinositol; ผมของ Phosphatidyl-L-ซีรีน; วี violaxanthin;
VDE, violaxanthin de-epoxidase; Z, ซีแซนทีน.
ดาวน์โหลดได้จาก www.plantphysiol.org วันที่ 6 พฤษภาคม 2016 - เผยแพร่โดย www.plant.org
ลิขสิทธิ์© 1996 สังคมอเมริกันของพืชชีววิทยา สงวนลิขสิทธิ์.
698 Rockholm และยามาโมโตะพืช Physiol ฉบับ 110 1996
De-epoxidase คือ