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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/65272
Type: | Dissertação |
Title: | Relationship between catalase and glycolate oxidase activities in response to contrasting photorespiratory conditions induced by different light intensities |
Title in English: | Relationship between catalase and glycolate oxidase activities in response to contrasting photorespiratory conditions induced by different light intensities |
Authors: | Patriota, Maiany Alves |
Advisor: | Silveira, Joaquim Albenísio Gomes da |
Keywords: | Oryza sativa;Fotorrespiração;Variação ambiental;Fotossíntese |
Issue Date: | 2022 |
Citation: | PATRIOTA, Maiany Alves. Relationship between catalase and glycolate oxidase activities in response to contrasting photorespiratory conditions induced by different light intensities. 2022. 52 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | A glicolato oxidase (GO) e a catalase (CAT) são duas enzimas cruciais envolvidas no metabolismo fotorrespiratório em plantas superiores. Embora a GO seja a única enzima vegetal capaz de eliminar o glicolato acumulado pela atividade oxigenase da Rubisco, sua reação tem o efeito colateral de produzir peroxido de hidrogênio (H2O2) nos peroxissomos que devem ser rapidamente removidos pela atividade da CAT. De fato, a necessidade co-evolutiva do funcionamento dessas enzimas tem sido considerada na literatura e estudos recentes apontam para uma possível interação entre essas proteínas formando um grande complexo enzimático. Apesar dessa interação, o significado fisiológico do crosstalk entre GO e CAT ainda é pouco compreendido, especialmente sob condições de fotorrespiração contrastantes. Como objetivo, o presente estudo teve como objetivo investigar a possível regulação funcional entre GO e CAT em plantas de arroz expostas a diferentes níveis fotorrespiratórios, induzidas por variações de luz. Para isso, em um primeiro experimento, sementes de arroz (Oryza sativa japonica cv. Nipponbare) foram cultivadas em casa de vegetação por 40 dias. A fotorrespiração e a fotossíntese foram caracterizadas por medidas in vivo usando um analisador de gases. infravermelho (IRGA). Além disso, foram determinados a atividade das enzimas GO e CAT, teor de substâncias reativas ao ácido tiubarbitúrico (TBARES), acúmulo de H2O2 e níveis redox de ascorbato e glutationa. Os resultados mostraram uma diminuição na fotossíntese e um aumento na fotorrespiração com o aumento da luz. Observou-se também que GO e CAT respondem positivamente às variações fotorrespiratórias induzidas pela luz, além de se correlacionarem positivamente, influenciando diretamente na atividade uma da outra. Além do cross-talk das enzimas entre si, ambas estão fortemente relacionadas ao pool de H2O2, bem como ao dano de membrana e peroxidação lipídica por ele causado, ainda que respondam de forma negativamente correlacionada ao ciclo ASC-GSH. |
Abstract: | Glycolate oxidase (GO) and catalase (CAT) are two crucial enzymes involved in photorespiratory metabolism in higher plants. Although GO is the only plant enzyme capable of eliminating the glycolate accumulated by the oxygenase activity of Rubisco, its reaction has the side effect of producing hydrogen peroxide (H2O2) in peroxisomes that must be quickly removed by CAT activity. In fact, the co-evolutionary need for a functioning of these enzymes has been considered in the literature and recent studies point to a possible interaction between these proteins forming a large enzyme complex. Despite this interaction, the physiological significance of crosstalk between GO and CAT is still poorly understood, especially under contrasting photorespiration conditions. Thus, the present study aimed to investigate the possible functional regulation between GO and CAT in rice plants exposed to different photorespiratory levels, induced by light variations. For this, in a first experiment, rice seeds (Oryza sativa japonica cv. Nipponbare) were cultivated in a greenhouse for 40 days. Photorespiration and photosynthesis were characterized by in vivo measurements using an infrared gas analyzer(IRGA). The activity of GO and CAT enzymes, the content of substances reactive to tiubarbituric acid (TBARES), the accumulation of H2O2 and redox levels of ascorbate and glutathione were also determined. The results showed a decrease in photosynthesis and an increase in photorespiration with increasing light. The activity of GO and CAT increased under photorespiratory condition and were positively correlated to each other. In addition to the cross-talk of the enzymes among themselves, both are strongly related to the H2O2 pool, as well as to membrane damage and lipid peroxidation caused by it, even as respond in an negative-correlated manner to the ASC-GSH cycle . |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/65272 |
Appears in Collections: | DBBM - Dissertações defendidas na UFC |
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