Charakterizace a regulace šikimátdehydrogenasy z kořene petržele.

Abstract

Šikimátová dráha spolu s navazující fenylpropanoidní drahou v rostlinách poskytuje vedle aromatických aminokyselin také celou řadu sekundárních metabolitů. Významným enzymem je šikimátdehydrogenasa, která je v rostlinách součástí bifunkčního proteinu 3- dehydrochinátdehydratasy/šikimátdehydrogenasy (DHD/SDH; EC 4.2.1.10 a EC 1.1.1.25). Ačkoliv regulace šikimátové dráhy je poměrně komplexní záležitostí, o regulaci rostlinné SDH je k dispozici informací velice málo. Cílem tohoto projektu bylo proto najít vhodný rostlinný zdroj o vysoké aktivitě SDH a zjistit, zda a jakým způsobem je SDH regulována látkami fenylpropanoidního metabolismu, především jednoduchými polyfenoly. Enzymový preparát SDH o výsledné specifické aktivitě 470 mol.min-1 .mg-1 byl připraven 3-krokovou purifikací z kořene petržele (Petroselinum crispum). Detekcí aktivity tohoto enzymu v gelu po nativní elektroforéze a po isoelektrické fokusaci byla zjištěna jedna isoforma. Relativní molekulová hmotnost SDH kořene petržele byla pomocí gelové chromatografie stanovena 60 000 a pomocí červené nativní elektroforézy 63 000. Isoelektrický bod odpovídal hodnotě 4,5. Optimální pH reakce katalyzované SDH bylo zjištěno v rozmezí pH 9,5 - 10,0. Pomocí studie počátečních rychlostí dvousubstrátové reakce byly stanoveny kinetické parametry (Km,...

In plants the shikimate pathway followed by the phenylpropanoid pathway leads to the formation of not only aromatic amino acids but also a plenty of secondary metabolites. The crucial enzyme shikimate dehydrogenase is there a part of bi-functional protein 3-dehydroquinate dehy- dratase/shikimate dehydrogenase (DHD/SDH; EC 4.2.1.10 and EC 1.1.1.25). Whereas the regulation of the shikimic pathway is complex, little is known about the feedback regulation of plant SDH. The aim of this project was to find plant source with high SDH activity and to find out, if and in which way this SDH is regulated by compounds of phenylpropanoid metabolism, specifically by simple polyphenols. SDH from parsley root (Petroselinum crispum) has been prepared by 3-step purification to final specific activity 470 mol.min-1 .mg-1 . The enzyme exhibited one band after both isoelectric focusing and red native electrophoresis using detection of the activity. Relative molecular mass of native enzyme was determined by gel chromatography (Mr 60 000) and red native electrophoresis (Mr 63 000). Isoelectric point pI 4.5 was established by isoelectric focusing. Optimal pH for the reaction catalyzed by SDH was determined in rage pH 9.5 - 10.0. The kinetic parameters (Km, Vmax) of SDH for substrate shikimate, and coenzyme NADP+ were...