نقش تیوردوکسین h در اضمحلال ذخایر پروتئینی و روغنی در دانه های آفتابگردان (helianthus annuus l.) طی رویش
چکیده
اضمحلال ذخایر مهم دانه از جمله پروتئین ها و نشاسته در طی رویش گندمیان همراه با تغییرات ردوکس پروتئین ها بوده که توسط تیوردوکسین h میانجیگری می شود. احیاء پروتئین های ذخیره ای توسط تیوردوکسین h میانجیگری می شود. احیاء پروتئین های ذخیره ای توسط تیوردوکسین h قابلیت آنها را برای فرایندهای پروتئولیتیک بعدی افزایش داده و از طرفی احیاء پروتئینهای بازدارنده امکان اضمحلال ذخایر پروتئینی و نشاسته را فراهم می آورد. بر اساس آخرین یافته ها اضمحلال پروتئین و نشاسته در دولپه ای ها احتمالا با تغییرات احیایی که توسط تیوردوکسین هدایت می شود همراه است، البته تحقیقات بیشتری مورد نیاز است. روغن های ذخیره ای ذخایر غذایی اصلی بسیاری از دانه ها را تشکیل می دهند و تا کنون هیچ اطلاعی درباره تاثیر تغییرات ردوکسی در اضمحلال اجسام روغنی گیاهان وجود ندارد. در مطالعه حاضر از گیاهچه های آفتابگردان (helianthus annuus l.) 1 تا 6 روزه رشد کرده در تاریکی و روشنایی استفاده گردید تا اهمیت تغییرات ردوکس در طی اضمحلال ذخایر بذر دولپه ایها بررسی گردد. گیاهچه های رشد کرده در نور محتوای لیپید و تاحدی پروتئین کمتری در مقایسه با گیاهچه های رشد کرده در تاریکی داشتند. نور اضمحلال پلی پپتیدهای 20-17 کیلودالتون گلوبولینی (هلیانتین) در آفتابگردان را سرعت بخشید. اضمحلال هلیانتنین همراه با نشاندار شدن وسیع آن توسط مونو برومو بیمان (mbbr) نشان می دهد که ارتباطی بین تغییرات ردوکس پروتئین و اضمحلال وجود دارد. با استفاده از آزوکازئین به عنوان سوبسترا دو فعالیت پروتئولیتیک اسیدی (ph 5.0) و دیگری قلیایی (ph 8.0) شناسایی شد . هر دو فعالیت بدنبال رویش دانه افزایش یافت اما نور سبب تحریک فعالیت پروتئاز قلیایی گردید. الکتروفورز ژلاتین سدیم دودسیل سولفات وجود پروتئاز 68 کیلو دالتونی با ph بهینه نسبتا خنثی تا قلیایی را در لپه ها آشکار کرد که فعالیت آن در طول رویش افزایش یافت. اجسام روغنی استخراج شده از دانه های آفتابگردان در حضور dtt سوبسترای بهتری (30%) برای لیپاز ذرت بودند. نشاندار کردن پروتئین های اجسام روغنی با mbbr نشان داد که dtt سبب احیاء اولئوزین های 16-20 کیلو دالتون در اجسام روغنی می شود. اولئوزین ها در طی اضمحلال جسم رونی در زیوه نیز احیاء می شوند. اجسام روغنی استخراج شده، در حضور عصاره پروتئینی (200 ug) به دست آمده از گیاهچه 3 روزه نیز سوبسترای بهتری (50%) برای لیپاز ذرت بودند، در حالیکه عصاره دانه ای هیچ تاثیری نداشت. قابلیت اجسام روغنی آفتابگردان برای لیپاز ذرت در حضور عصاره پروتئینی (200ug) از گیاهچه 3 روزه با افزودن dtt ( 208%) و dtt همراه با تیوردوکسین (238%) افزایش یافت. بر اساس نتایج به دست آمده و اطلاعات گذشته (plant and cell physiology, 2002. 43 : 1117-1126, plant physiology and biochemistry, 2003, 41 : 309-316) مدلی برای کنترل ردوکس اضمحلال اجسام روغنی در دانه های آفتابگردان ارائه گردید. طبق این مدل رویش دانه های آفتابگردان سبب احیاء تیوردوکسین h شده که این امر به نوبه خود سبب احیا و فعال شدن تیول پروتئاز خاصی بنام اولئوزیناز شده که در تجزیه اولئوزین نقش دارد. تجزیه اولئوزین توسط این پروتئاز سبب حساسیت بیشتر اجسام روغنی برای فعالیت های لیپولیتیک بعدی می گردد. افزایش ظرفیت تولید اکیوالانت های احیاکنندگی در گیاهچه های رشد کرده در نور به دو طریق اضمحلال اجسام روغنی را افزایش می دهد : ا زیک طرف سبب فعالیت افزوده اولئوزیناز شده واز طرف دیگر با بالا نگهداشتن سطح احیاء اولئوزین ها این اندامک ها را برای فعالتی های لیپولیتیک آماده می سازد. مطالعه حاضر برای نخستین بار اطلاعات مهمی را در ارتباط با نقش تیوردوکسین h در اضمحلال ذخایر لیپیدی در گیاهان فراهم آورده است.
