GLÜKOOSISISALDUSE MÄÄRAMINE ENSÜMAATILISEL MEETODIL Kasutatavad ained 3 viinamarja mahl, tööreaktiiv: Glükoosi oksüdaas(GOD), peroksüdaas(POD), K4[Fe(CN)6] 0,1 % vesilahus, 0,1 M Fosfaatpuhvrit ph 6. Kemism Glükoosi lahusele lisati tööreaktiivi, kus sisalduv GOD katalüüsib glükoosi oksüdeerumist lahuses sisalduva hapniku toimel. GODis sisalduv flaviinadeniindinukleotiid abil oksüdeerub glükoos glükoonhappeks ja vesinikperoksiidiks. Edasi katalüüsib POD kromogeense substraadi kollase veresoola oksüdeerumist. PODi toimel oksüdeerub kollases vere soolas sisalduv Fe+2 Fe+3ks., millega kaasnevalt toimub H2O2 redutseerumine veeks. Tekkiv punane veresool annab lahusele hele kollaka värvuse ja on detekteeritav lainepikkusel 410 nm. Töökäik Kolmest etteantud viinamarjast uhmerdati välja 1ml klaari mahla. Saadud mahl lahjendati destileeritud veega 250 mlni.
mehhanismidele. Üks meetod, mida kasutatakse nende organismide poolt, kes ei kasuta hapnikust-sõltuvat metabolismi, hõlmab unikaalset flavoproteiini NADH oksüdaas, mis katalüüsib hapniku otsest nelja elektroni reduktsiooni veeks. 1 Teine meetod, mis kaitseb oksüdatiivse stressi eest on superoksiidi reduktaasi süsteem, mis esineb näiteks bakteritel Desulfovibrio vulgaris ja Pyrococcus furiosus. Ta redutseerib superoksiidi vesinikperoksiidiks ilma dismutaasita ning selle süsteemi eeliseks on superoksiidi elimineerimine ilma molekulaarse hapniku tekketa. Selle süsteemi funktsioon on koostoimes NADH peroksüdaasiga, mis redutseerib vesinikperoksiidi veeks. Oksüdatiivse stressi tajumine Oksüdatiivse stressi vastase kaitse juurde kuulub ka hapniku produktide tajumine ja selleks on vastvad sensorid rakus. "Peroksiidide tajumine on sensorites olevate redoks-aktiivsete tüsteiinide vahendatud nagu näiteks OxyR, Ohr ja Hsp33 valgud
Molekulaarne hapnik toimib organismis oksüdeerijana neljal viisil: · 80-90 % kogu hapnikust kasutatakse hingamisahelas tsütokroomioksüdaasi poolt SH2 + ½ O2 ------> S + H2O · teine hapniku kasutamise viis on nn. peroksüdaasne tee, mis toimub peamiselt taimedes. Loomorganismides toimub see spetsiaalsetes raku organellides, peroksüsoomides. Siin toimub substraadilt eralduva vesiniku sidumine hapnikuga vesinikperoksiidiks. Selline protsess toimub aminohapete ainevahetuses (aminohapete oksüdaasid, polüaminuooksüdaas, ksantiini oksüdaas, aldehüüdide oksüdaas) SH2 + O2 ------> S + H2O2 · Enamik ülejäänud hapnikust kasutatakse oksügenaassel teel: kus hapnik seostub vahetult substraadiga või jaotub substraadi ja vee vahel: · a) AH2 + S + O2 ------> A + SO + H2O · b) S + O2 -------->SO2
kujul tagasi pöörduda. Maatriksi poolel laenguta molekulid deprotoneeruvad ja omandavad jällegi laengu. Tulemuseks on hingamisahela poolt välja pumbatud prootonite liikumine tagasi maatriksisse ning soojuse eraldumine. 5. Prootongradiendi erinevad rakendused biokeemias ja rakubioloogias. 6. Superoksiidi dismutaas, katalaas, peroksüdaasid · Superoksiidi dismutaas: katalüüsib 2 superoksiidi molekuli sidmuteerumist hapnikuks ja vesinikperoksiidiks: O2- + O2- H2O2 + O2 · Katalaas: katalüüsib peroksiidi lagunemist veeks ja hapnikuks: 2H2O2 2H2O + O2 · Peroksüdaas: katalüüsib vesinikperoksiidi ja alkoholi vahelist reaktsiooni, mille tulemusel tekivad vesi ja aldehüüd: H2O2 +R-OH H2O + R-CHO · Peroksüredoksiin: katalüüsib peroksiidi ja tioredoksiini vahelist reaktsiooni, tekib vesi ja oksüdeeritud tioredoksiin. METABOLISMI INTEGRATSIOON 1. ATP, NADPH ja lähteühendid biosünteesiks.
27. Millised hapniku aktiivühendid moodustuvad kui elektronid liiguvad hapniku molekulile ühekaupa? Millal võib toimuda elektronide liikumine fotosünteetilises elektronide transpordiahelas õhuhapnikule, mitte NADP-le? superoksiidne anioon ·O2. Liikumine toimub sellisel viisil, kui Calvini tsükkel on küllastunud või ei tööta üldse. 28. Kuidas taimedes kahjustutakse superoksiidne anioon ·O2? Superoksiidi dismutaas, ensüüm, lagundab superoksiidse aniooni vesinikperoksiidiks ja vesinikperoksiid lagundatakse veeks katalaasiga 29. Kuidas taimedes kahjutustatakse vesinikperoksiid mis tekib kloroplastides Mehleri reaktsioonis? Katalaas lagundab vesiniperoksiidi veeks 30. Miks pimeadapteeritud taimedes pärast esialgset liigse valgusenergia kiirgamist fluorestsentsina indutseeritakse mittefotokeemiline kustutamine? Ergastuse mittefotokeemiline kustutamine on vajalik stressitingimustes (nt CO2 on vähe) ja ergastust ei suudeta üle kanda
kasvu, on hapnik. Molekulaarne hapnik on hädavajalik ühtede mikroobide elute- gevuseks, kuid toimib mürgise gaasina teistele mikroobidele. Hapnik on toksiline neile mikroobidele, mis ei suuda kahjutustada hapnikust moodustuvaid toksilisi ühendeid. Toksiliste hapnikuvormide neutraliseerimiseks funktsioneerivad mikroo- birakkudes mitmesugused ensüümid: 1) superoksiidi dismutaas lagundab aeroobsel hingamisel tekkivad toksilised superoksiidi radikaalid molekulaarseks hapnikuks ja vesinikperoksiidiks; 2) katalaas lagundab aeroobsel hingamisel tekkiva toksilise vesinikperoksiidi veeks ja hapnikuks; 3) peroksidaas lagundab vesinikperoksiidi veeks ilma hapnikku tekitamata. Vastavalt sellele, kuidas bakterid reageerivad hapnikule, jaotatakse mikroobid järgmistesse rühmadesse: obligaatsed aeroobid vajavad elutegevuseks hapnikku; fakultatiivsed anaeroobid kasvavad ka hapnikudefitsiidis, lülitudes ümber kas käärimisele või anaeroobsele hingamisele
Aeroobse hingamise käigus tekivad rakus reaktiivsed hapniku vormid ROS (reactive oxygen species). ROS mitteensümaatiline kahjutustamine toimub glutatiooni toimel. O2- , OH ja H2O2 redutseerimisel glutatiooni abil tekib H2O. Glutatiooni rakusisene kontsentratsioon on kõrge (kuni 10 mM). VAATA MARKUSE ARVUTIST SEDA KOHTA ROS ensümaatiline kahjutustamine Põhiline reaktiivse hapniku detoksifitseerimine toimub ensümaatilisel teel. 1)O2- konverteeritakse superoksiidi dismutaasi (SOD) abil vesinikperoksiidiks, mis on vähem toksiline. 2) Katalaasi reaktsiooni tulemusena moodustuvad H2O2-st vesi ja hapnik: H2O2 2 H2O + O2 Hüdroksüülradikaali OH kõrvaldamiseks ei ole spetsiifilist ensüümsüsteemi välja kujunenud, kuna see ühend on keemiliselt liiga reaktiivne. Hüdroksüülradikaalid moodustuvad siis, kui vesinikperoksiid reageerib Fe2+-ga (H2O2 + Fe2+ OH + Fe3+ (Fentoni reaktsioon)). Fe2+ on enamasti seotud valkudega, asudes
ROS mitteensümaatiline kahjutustamine toimub glutatiooni toimel. O 2- ·, ·OH ja H2O2 redutseerimisel glutatiooni abil tekib H2O. Glutatiooni rakusisene kontsentratsioon on kõrge (kuni 10 mM). ROS ensümaatiline kahjutustamine Põhiline reaktiivse hapniku detoksifitseerimine toimub ensümaatilisel teel. Selleks on katalaasid, peroksüdaasid ja superoksiidi dismutaasid. O 2- · konverteeritakse superoksiidi dismutaasi (SOD) abil vesinikperoksiidiks, mis on vähem toksiline. Katalaasi reaktsiooni tulemusena moodustuvad H 2O2-st vesi ja hapnik: H2O2 2 H2O + O2 Hüdroksüülradikaali ·OH kõrvaldamiseks ei ole spetsiifilist ensüümsüsteemi välja kujunenud, kuna see ühend on keemiliselt nii reaktiivne, et teoreetiliselt reageeriks ta alati enne aktiivtsentrisse jõudmist muude potentsiaalsete märklaudadega. Hüdroksüülradikaalid moodustuvad siis, kui vesinikperoksiid reageerib Fe2+-ga. H2O2 + Fe2+ ·OH + Fe3+
annaabi.ee 
