Пероксидазы в образовании лигнина

Ленинджер [1985] пишет, что клеточные стенки высших растений можно сравнить с железобетоном, в котором заключены целлюлозные волокна, матрикс и лигнин. Нас интересует последнее соединение, важным свойством которого является его устойчивость к различным микроорганизмам. И второй аспект — это то, что образование лигнина идет с участием полифенолоксидазы, лакказы (фенолоксидазы) и пероксидазы. [c.33]

Образование вещества, вызывающего окраску, было более быстрым в присутствии перекиси водорода. Конифериловый же спирт был самым эффективным из всех фенилпропановых производных. Результаты этих исследований совпадают с представлением Зигеля о том, что пероксидаза вызывает биосинтез лигнина. Поскольку же оттенок цветов изменялся в известной степени в зависимости от субстрата, не было уверенности в том, что в каждом случае вещество, образующее окраску, было идентичным природному лигнину. [c.827]

Однако эвгенол мог превращаться какой-либо биохимической реакцией в соединение типа кониферилового спирта, которое затем (в силу энзиматической реакции фенолоксидазы или пероксидазы) превращалось в лигнин. Ранее уже упоминалось, что эвгенол самоокисляется с образованием кониферилового альдегида. [c.828]

В исследовании по образованию лигнина в растении Бардинская [11, 12] проследила изменения активности пероксидаз и по-лифеиолоксидаз в растущих корнях сахарной свеклы. Она нашла, что энзиматическая активностьпероксидазы достигала максимума в яровизированных растениях, указывая на их ускоренное развитие. Это можно было видеть и по скорости лигнофика-ции яровизированных растений, которая была выше, чем у нормально выращиваемых растений. Иными словами, активизация энзимов и лигнификация происходили одновременно. [c.758]

Манская [149, 150] в своих исследованиях исходила из представления, что кониферин является веществом, служащим субстратом для энзимов при образовании лигнина. В 1948 г. она обрабатывала кониферин и конифериловый спирт пероксидазой и нолифенолоксидазой при pH 6,8 и получала смесь продуктов окисления. [c.759]

Отсутствие свободной гидроксильной, группы в беизольном кольце (например, в коричной кислоте), блокировка гидроксильных групп этерификацией (как в монометиловом эфире эвгенола) или образование глюкозида (как в кониферине) ингибировали пероксидатное образование лигнина (об окислении п-крезола пероксидазой см. Вестерфилд и Лоу [205]). [c.766]

По Фрейденбергу, образование лигнина имеет место под действием двух энзимных систем водонерастворимой, или клеточносвязанной -глюкозидазы и смеси редоксаз, состоящих из фенольной дегидразы и пероксидазы. Такая смесь содержится в значительных количествах в живой ткани камбиального слоя (см. выше, Манская), который может рассматриваться как лаборатория растения. Здесь образуются конечные и исходные [c.809]

Возникновение ЛУ-связей тесно связано с образованием лигнина в процессе лигнификации клеточной стенки [3, 5, 16]. Биогенез лигнина [39] можно разделить на три стадии образование низкомолекулярных предшественников, например шикимовой кислоты и соединений фенилпропанового ряда, превращение в спирты (см. формулы I—III) и их гликозиды и дегидрогенизацию этих спиртов с образованием высокомолекулярного лигнина. Гликозиды спиртов I—III в растениях образуются в районе между местом фотосинтеза и камбием или даже в камбии [39]. Из камбия гликозиды диффундируют к месту, где протекает процесс лигнификации, т. е. в 3—4-й слои клеток от камбия. Здесь они контактируют с ферментом р-глюкозндазой, которая освобождает гликозиды с образованием спиртов 1—III, участвующих в дальнейшем синтезе лигнина при помощи фенолдегидрогеназ, представленных лакказой и пероксидазой. Ферменты образуют радикалы путем отделения водорода от фенольной группы, далее образующие олигомеры и полимеры лигнина. Сначала к полисахариду в некоторых [c.181]

О том, что полисахариды могут играть определенную роль в образовании лигнина, свидетельствует работа Зигеля [60]. Изучалась реакция окисления эвгенола пероксидазой и Н2О2 в присутствии фильтровальной бумаги или метилцеллюлозы. В отсутствие целлюлозы образовался продукт, полностью растворимый в хлороформе, но не дающий цветной реакции на лигнин. В присутствии полисахаридов образуется продукт, нерастворимый в хлороформе, осаждаемый или на фильтровальную бумагу, или вместе с ме-тилцеллюлозой. Продукт, включенный в целлюлозу в количестве 12—15 мг на 1 г бумаги, нерастворим в спирте и дает цветные реакции на лигнин. Зигель предполагает, что полисахариды в клеточных стенках растений воздействуют каталитически на увгенол и только в этом случае образуется полимерный лигнин. [c.183]

Некоторые авторы считают, что пероксидаза участвует в биосинтезе лигнина [120, 99, 121, 122, 125]. Конифериловый спирт в присутствии Н2О2 и растворимой формы пероксидазы превращается в нерастворимый продукт, напоминающий конифериловый лигнин. Такие же полимеры образуются из феруловой кислоты и Н2О2 при действии пероксидазы (кусочки тканей и тонкие срезы) (Стаффорд [123]). Было высказано предположение о том, что эвгенол является идеальным субстратом для пероксидазы при образовании лигнина (Зейгель [124, 125]). Однако это предположение было подвергнуто сомнению в обстоя- [c.335]

Трудность изучения процесса лигнификации в том, что лигнин не является индивидуальным соединением строго определенного состава. По своей химической природе он представляет собой трехмерный полимер, в состав которого входят соединения различной фенольной природы. Синтез лигнина идет через шикимовую кислоту, а также включает соединения С6—СЗ-ряда, к которому относятся оксикоричные спирты я-кумаровый, конифериловый и синаповый. Из числа оксибензойных кислот ванилиновая и особенно сиреневая кислоты в виде эфиров также включаются в лигнин [Кретович, 1986]. В этом случае для соединений лигнина характерна сложноэфирная связь, образуемая за счет фенольной гидроксильной группы одной молекулы фенолкарбоновой кислоты и карбоксильной группы другой. Так, некоторые фенольные соединения, например п-кумаровая и феруловая кислоты, могут быть связаны эфирными связями с лигнинами [S albert et al., 1985], а их превраш<-ния идут с участием фермента пероксидазы, встроенного в клеточную стенку. Предшественниками синтеза лигнина у травянистых растений являются фенилаланин и тирозин. Этот краткий перечень молекул, участвующих в образовании лигнина, в том числе полифенолоксндаза, лакказа и пероксидаза, которые катализируют образование этого сложного полимерного соединения клеточных [c.33]

В этой главе рассмотрены некоторые вопросы защитных реакций, которые имеют место при заражении растений патогенами. В иммунитете живых организмов задействованы многие метаболические системы. При этом стимулируется дыхание, идет синтез патогенезозависимых белков и образование лигнина при росте и развитии некрозов. Не последняя роль принадлежит таким метаболитам, как этилен и пероксидаза. Проявление вирусиндуцированной устойчивости сопровождается не только увеличением активности изопероксидаз, но и синтезом некоторых из них de novo. Все вместе составляет и определяет тот защитный механизм, контуры которого должны в результате усилий многих и многих исследователей дать ключ к пониманию сущности реакций, лежащих в основе выражения иммунного ответа растений. [c.42]

Образование лигнинов свойственно всем сосудистым растениям. Их синтез и включение во вторичную клеточную стенку растений, вышедших на сушу, стали важным эволюционным шагом, приведшим к формированию современной наземной растительности. По своей химической природе лигнины представляют собой нерегулярные трехмерные полимеры фенольной природы. В качестве их предшественников выступают оксикоричные спирты. Под действием пероксидазы клеточных стенок и образующейся перекиси водорода оксико-ричные спирты окисляются до феноксильных радикалов. Последние произвольно, без участия ферментов, полимеризуются. При этом фибриллы целлюлозы и гемицеллюлозы вовлекаются в образование клеточной стенки. Так, в древесине хвойных пород клеточная стенка на 20-35 % состоит из лигнина, на долю целлюлозы приходится 40 % и на долю гемицеллюлозы - 30 %, Лигнины не являются веществами с определенным составом. Даже в одном растении, взятые из разных его частей, они имеет различия. Это свойственно также и разновозрастным растениям одного вида. [c.116]

Когда срезы предварительно обрабатывали солью цианистоводородной кислоты, реакция пероксидазы не происходила. Прибавление перекиси водорода к ткани не приводило к образованию лигниноподобных материалов. Это показывало, что неспособность тяговой древесины к лигнификации может вызываться различным строением предшественников лигнина на обеих сторонах стебля. Изменение клеточного метаболизма, ведущее к образованию высококристаллической целлюлозы в клеточной стенке, может не дать мест, с которыми лигнин мог бы образовать связь. По-видимому в лигнифицированных клетках лигнин ассоциирован с нецеллюлозной фракцией клеточной стенки. [c.768]

НОВ до сих пор остается открытым, хотя некоторые исследователи неоднократно указывали на их присутствие в лигнинах [303, 304] Возможно, анализ процессов биосинтеза лигнинов в растениях позволит внести некоторую ясность в представление о путях образования сложноэфирных связей Путь биосинтеза лигнина через шикимовую кислоту с образованием мономерных предшественников лигнина - я-кумаровой, феруловой, синаповой кислот и с последующими стадиями энзиматического восстановления этих кислот до соответствующих замещенных спиртов и дегидрогенизационной полимеризации не объясняет наличия сложноэфирных связей между мономерными фрагментами лигнина, хотя и не исключает их образования Работы по ферментативному дегидрированию ряда фенолов, биогенетически родственных лигнину, но не имеющих С=С-сопряженных с ароматическим кольцом связей в боковой цепи, например пропионгваякона, показали, что в результате воздействия пероксидазы и пероксида водорода образуются дегидро-дипропионгваякон (I), трифенильное производное, обладающее орто-, пара-типом связи и пропионатной сложноэфирной группой (II), димерный сложный эфир (111) и тример, содержащий как орто, o/7/яо-бифенильную связь, так и o/7/яо-дифенилэфирную связь (IV) [305, 306](рис 2 7) [c.124]

Фрейденберг [20—24] установил, что при обработке кониферилового спирта лакказой или пероксидазой происходит его окислительная полимеризация с образованием синтетического дегидрогенизованного полимерного лигнина [c.361]

Пероксидаза является индуцибельным ферментом, индукторами которого могут быть разнообразные физические, химические и биологические факторы, в том числе особого внимания заслуживают фитогормоны, как регуляторы многих физиологических процессов [Кулаева, 1978 Иштирякова, 1980]. Для пероксидазы доказано ее участие в образовании ауксина и этилена, восстановлении нитратов и нитритов, т. е. в азотном обмене, ростовых и дыхательных процессах [Рубин, Ладыгина, 1974]. В присутствии пероксидазы регулируется созревание и старение тканей, а также синтез лигнина, входящего в состав клеточных стенок. Возможно, физиолого-биохимическая роль пероксидазы клеточной стенки заключается в разрушении ИУК, которая может изменять физиологическое состояние клетки [Raa, 1973]. [c.19]

КЕНИЯ аэробных метаболических процессов в семенах, активность фермента увеличивается при прорастании и можно считать, что понижение активности пероксидазы служит критерием углубления состояния покоя семян. Поэтому аскорбиновая кислота и гидрохинон в высоких концентрациях понижают активность пероксидазы, могут способствовать переключению аэробных метаболических процессов на анаэробные, что будет проявляться в углублении покоя семян и понижения всхожести. Низкие концентрации субстратов пероксидазы при их совместном присутствии, напротив, способны активировать фермент, увеличивая скорость протекания аэробных метаболических процессов, обеспечивая переход семян из покоя в активное состояние, увеличивая их энергию прорастания и всхожесть. Предложено, что при совместном присутствии в среде гидрохинона и о-дианизидина, последний образует комплекс с ферментом, в котором полуокис-ленный о-дианизидин способен ускорить окисление гидрохинона в 3—10 раз и это проявляется до его полного окисления. Индивидуальное окисление гидрохинона происходит без образования фермент-субстратного комплекса с полуокисленным субстратом. Данный механизм может быть использован в растениях для окисления различных фенолов и, возможно, лигнина. [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология