Зміни активності каталази у Arabidopsis thaliana дикого типу та у нокаутного мутанта за геном Арх2 за дії теплового шоку

Abstract

Досліджено зміни каталазної активності (САТ) за дії теплового шоку у рослин Arabidopsis thaliana дикого типу (екотип Col 0) та в нокаутного мутанта за геном аскорбат пероксидази 2 (Apx2) KO-25. У рослин A. thaliana дикого типу спостерігали підвищення активності САТ за дії помірного теплового шоку (37 °C) та у фазі постшокового відновлення. На відміну від цього, у рослин КО-25 такі ефекти були слабшими або взагалі відсутні. Зростання каталазної активності було більш виражене за дії жорсткого теплового шоку (44 °C). Так, каталазна активність у рослин дикого типу та нокаутного мутанту зростала, відповідно у 3,0 та 2,3 рази порівняно з контрольними пробами. У фазі постшокового відновлення каталазна активність залишалась підвищеною у дикого типу, проте знижувалась до рівня контролю у мутантних рослин. На загал, наші дані вказують, що каталаза залучена у відповідь A. thaliana на дію теплового шоку. Проте втрата активності АРХ2 у мутанта КО-25 не компенсується додатковою активацією каталази. Можна припустити, що у мутантних рослин A. thaliana знижено продукування пероксиду водню.

Изучены изменения каталазной активности (САТ) под действием теплового шока у растений Arabidopsis thaliana дикого типа (экотип Col 0) и у нокаутного мутанта по гену аскорбат пероксидазы 2 (Apx2) KO-25. У растений A. thaliana дикого типа наблюдалось повышение активности САТ под действием умеренного теплового шока (37 °C) и в фазе постшокового восстановления. В отличие от этого у растений КО-25 такие эффекты были слабее или вообще отсутствували. Возрастание каталазной активности было более выражено под действием жесткого теплового шока (44 °C). Так, каталазная активность у растений дикого типа и нокаут-мутантов увеличевалась соответственно в 3,0 и 2,3 раза по сравнению с контрольными пробами. В фазе постшокового восстановления каталазная активность оставалась повышенной у дикого типа, однако снижалась до уровня контроля у мутантных растений. В целом, наши данные показывают, что каталаза участвует в ответе A. thaliana на воздействие тепловым шоком. Однако потеря активности АРХ2 у мутантных КО-25 растений не компенсируется дополнительной активацией каталазы. Можно предположить, что у мутантных растений A. thaliana снижена продукция перекиси водорода.

Changes in catalase (CAT) activity upon heat shock were evaluated in wild type plants of Arabidopsis thaliana (ecotype Col 0) and in ascorbate peroxidase 2 (Apx2) knock-out mutant KO-25. In wild type A. thaliana, increase of CAT activity was found upon moderate heat stress (37°C) and in post-stress recovery phase. In contrast, the effects were less pronounced or absent in KO-25. The induction of catalase activity was more evident upon severe heat shock (44°C). After 2 hours treatment CAT activity was, respectively, 3,0 and 2,3 times higher in wild type and mutant plants comparing to the control probes incubated at room temperature. In post-stress recovery phase at room temperature CAT activity remained increased in wild type, but dropped to the control level in mutant plants. Taking together our data show that CAT appears to be involved in heat shock response in A. thaliana. However, the loss of APX2 activity in the mutant KO-25 is not compensated by additional activation of CAT. Instead, a reduced generation of hydrogen peroxide in the mutant plants can be supposed.