茄科植物源谷胱甘肽過氧化物酶活性的研究

王遲早， 沈知臨， 丁艦舟， 汪宗慧， 張寬朝

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 合肥，230036）

谷胱甘肽過氧化物酶 （Glutathione peroxidase，GSH-Px）， 即 谷 胱 甘 肽 ：H2O2氧 化 還 原 酶（EC1.11.1.9），1957年由Mills在牛紅細(xì)胞中首先發(fā)現(xiàn)[1]。GSH-Px是抑制體內(nèi)自由基導(dǎo)致膜脂質(zhì)過氧化的重要成分，是細(xì)胞內(nèi)自發(fā)或酶促反應(yīng)的活性調(diào)節(jié)劑，對機體的氧化與抗氧化平衡起著至關(guān)重要的作用[1-2]。GSH-Px能催化GSH變?yōu)镚SSG，使有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物，促進H2O2的分解，保護細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能不受過氧化物的損害，其活力的高低間接反映了機體清除氧自由基的能力，并與衰老、腫瘤、炎癥、自身免疫病、輻射、藥物作用等有著密切的關(guān)系[3-8]。

在GSH-Px的研究中，動物研究起步較早，而植物中的GSH-Px研究的起步較晚。報道表明，在組織培養(yǎng)的菠菜、玉米、美國梧桐及水生藻類中檢測到了該酶活性，在外源硒誘導(dǎo)的小麥、玉米、大豆、大蒜中也檢測到了GSH-Px的活性[3]。在近年，學(xué)者只對茄科植物源的枸杞屬寧夏枸杞谷胱甘肽過氧化酶活性有所研究[9]。因此，作者選用茄科各屬代表植物（番茄屬番茄、辣椒屬辣椒、茄屬茄子和馬鈴薯、枸杞屬枸杞）作為研究對象，測定各部位酶活性的高低，以篩選出特定部位酶活性較高的植物，為下一步對其進行分離純化和酶學(xué)性質(zhì)研究提供理論支持和實驗經(jīng)驗。

1 材料與方法

1.1 供試材料

實驗所用材料為茄科植物的茄子的根、莖、葉、果實，辣椒的根、莖、葉、果實，馬鈴薯塊莖，番茄果實，枸杞果實。枸杞果實為市售干果，馬鈴薯購自合肥市場，其余材料均采自安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)萃園。

1.2 主要試劑和主要儀器

1.2.1 主要試劑 谷胱甘肽（GSH），Solarbio進口分裝；二硫代對二硝基苯甲酸（DTNB），Solarbio進口分裝。雙氧水（H2O2）、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、氯化鈉、乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-2Na）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、檸檬酸鈉、偏磷酸等：均為國產(chǎn)分析純。

1.2.2 主要儀器 722E型可見分光光度計：上海光譜儀器有限公司產(chǎn)品；TGL-20M高速臺式冷凍離心機：湘儀離心機儀器有限公司產(chǎn)品；數(shù)顯恒溫水浴鍋：國華電器有限公司產(chǎn)品；JY系列多功能電子天平：上海衡平儀器儀表廠產(chǎn)品；FA1004N型電子天平：上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗材料的準(zhǔn)備 實驗材料采摘后帶回實驗室，用預(yù)冷的去離子水水清洗干凈，用濾紙快速吸干表面水分，將材料放入冰箱保存。其中枸杞干果需在提取之前以去離子水浸泡24 h。

1.3.2 GSH-Px的粗提 取準(zhǔn)備好的實驗材料4 g左右加入含1 mmol/L EDTA和質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%PVP的0.2 mol/L，pH=6.2磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液4 mL，冰浴研磨，10 000 r/min離心 15 min，取上清液供酶活力測定用。

1.3.3 酶活力的測定和酶活力單位的定義 按照

黃愛纓等的方法[10]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel及SAS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。

2 結(jié)果與分析

2.1 茄子不同部位的GSH-Px活性

實驗測定了茄子根、莖、葉、果實4個部位的GSH-Px活性，結(jié)果見表2。由表2可以看出，茄子果實部位的GSH-Px活性最高，酶活性達27.944 U，其次為根，酶活性達23.292 U，再次為葉，酶活性為6.306 U，莖酶活最小，僅有6.111 U。利用SAS軟件對對茄子各部位方差分析，結(jié)果見表1、表2。結(jié)果表明，果實與根二者之間以及葉、莖二者之間酶活性差異均不明顯（P＞0.05），但前二者與后兩者酶活性之間存在著極明顯的差異（P＜0.01）。

表1 茄子不同部位GSH-Px活性的方差分析Tab.1 Variance analysis of GSH-Px activity of eggplant’different position

表2 差異顯著水平Tab.2 Significance level of difference

2.2 辣椒不同部位的GSH-Px活性

對辣椒根、莖、葉、果實4個部位GSH-Px活性進行SAS方差分析，結(jié)果見表3、表4，結(jié)果表明，辣椒各器官GSH-Px酶活性不存在顯著差異。

表3 辣椒不同部位GSH-Px活性的方差分析Tab.3 Variance analysis of GSH-Px activity of cayenne pepper’different position

表4 差異顯著水平Tab.4 Significance level of difference

由表4可以看出，辣椒果實部位的GSH-Px活性最高，酶活性達17.917 U，其次為根，酶活性達17.165 U，再次為葉，酶活性為12.631 U，莖酶活最小，僅有7.584 U。

2.3 茄科高GSH-Px酶活材料的篩選

利用SAS軟件對辣椒果實、茄子果實、枸杞果實、番茄果實、土豆塊莖的GSH-Px活性進行方差分析，結(jié)果見表5、表6。方差分析表明，各供試材料酶活性存在一定差異。其中，土豆塊莖與茄子果實二者之間以及辣椒果實、枸杞果實、番茄果實三者之間酶活性差異均不明顯（P＞0.05），但前二者與后三者酶活性之間存在著明顯差異（P＜0.05）。而土豆塊莖與辣椒果實、枸杞果實、番茄果實酶活性之間酶活性差異更為突出（P＜0.01），其次，茄子果實與番茄果實酶活性差異也較為明顯（P＜0.01）。

表5 不同茄科植物GSH-Px酶活的方差分析Tab.5 Variance analysis of the different nightshade family of plants

表6 差異顯著水平Tab.6 Significance level of difference

實驗對茄科植物辣椒果實、茄子果實、枸杞果實、番茄果實、土豆塊莖的GSH-Px活性測定結(jié)果見表6。由表6可以看出，土豆塊莖的GSH-Px活性最高，酶活性達34.889 U，其次為茄子果實，酶活性達27.944 U，再次為辣椒果實，酶活性為17.917 U，番茄果實酶活最小，僅有8.806 U。

3 結(jié)語

作為高等植物中硒的一種賦存形式，GSH-Px參與植物的生命活動，并以特定的酶促機制或者非酶促機制參與機體抗氧化作用，其機理類同于動物和人體的情況，對高等植物具有重要意義[11]。作為一個需氧代謝的有機體，在呼吸和光合作用的過程中，植物線粒體、葉綠體以及過氧化物酶體均可以導(dǎo)致體內(nèi)有害副產(chǎn)物活性氧含量的提高，并且當(dāng)其積累達到一定含量水平時，會對植物造成一定的傷害[12]。研究表明，同動物細(xì)胞一樣，植物中也同樣存在著屬于GPX家族的酶類，這些酶在結(jié)構(gòu)、底物特異性和植物組織的分布上有很大的不同，但卻對植物抵御外界脅迫起著很重要的作用[12]。因此，加強對植物GSH-Px的研究，有助于加深植物GSH-Px作用機制的理解，并為開發(fā)利用植物源GSH-Px提供數(shù)據(jù)參考。

實驗表明，GSH-Px在茄科植物中廣泛存在，而且不同植物、同種植物不同組織間GSH-Px活性均存在一定差異。上述各茄科植物的各部分均在pH6.2、37℃條件下測定的，測定的值可能有所偏差，因此在此基礎(chǔ)上，以后有必要加強對茄科植物GSH-Px提取條件、測定條件和酶學(xué)性質(zhì)的研究。

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