茄科植物源谷胱甘肽过氧化物酶活性的研究

王迟早， 沈知临， 丁舰舟， 汪宗慧， 张宽朝

（安徽农业大学 生命科学学院，安徽 合肥，230036）

谷胱甘肽过氧化物酶 （Glutathione peroxidase，GSH-Px）， 即 谷 胱 甘 肽 ：H2O2氧 化 还 原 酶（EC1.11.1.9），1957年由Mills在牛红细胞中首先发现[1]。GSH-Px是抑制体内自由基导致膜脂质过氧化的重要成分，是细胞内自发或酶促反应的活性调节剂，对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用[1-2]。GSH-Px能催化GSH变为GSSG，使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，促进H2O2的分解，保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的损害，其活力的高低间接反映了机体清除氧自由基的能力，并与衰老、肿瘤、炎症、自身免疫病、辐射、药物作用等有着密切的关系[3-8]。

在GSH-Px的研究中，动物研究起步较早，而植物中的GSH-Px研究的起步较晚。报道表明，在组织培养的菠菜、玉米、美国梧桐及水生藻类中检测到了该酶活性，在外源硒诱导的小麦、玉米、大豆、大蒜中也检测到了GSH-Px的活性[3]。在近年，学者只对茄科植物源的枸杞属宁夏枸杞谷胱甘肽过氧化酶活性有所研究[9]。因此，作者选用茄科各属代表植物（番茄属番茄、辣椒属辣椒、茄属茄子和马铃薯、枸杞属枸杞）作为研究对象，测定各部位酶活性的高低，以筛选出特定部位酶活性较高的植物，为下一步对其进行分离纯化和酶学性质研究提供理论支持和实验经验。

1 材料与方法

1.1 供试材料

实验所用材料为茄科植物的茄子的根、茎、叶、果实，辣椒的根、茎、叶、果实，马铃薯块茎，番茄果实，枸杞果实。枸杞果实为市售干果，马铃薯购自合肥市场，其余材料均采自安徽农业大学农萃园。

1.2 主要试剂和主要仪器

1.2.1 主要试剂 谷胱甘肽（GSH），Solarbio进口分装；二硫代对二硝基苯甲酸（DTNB），Solarbio进口分装。双氧水（H2O2）、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氯化钠、乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、柠檬酸钠、偏磷酸等：均为国产分析纯。

1.2.2 主要仪器 722E型可见分光光度计：上海光谱仪器有限公司产品；TGL-20M高速台式冷冻离心机：湘仪离心机仪器有限公司产品；数显恒温水浴锅：国华电器有限公司产品；JY系列多功能电子天平：上海衡平仪器仪表厂产品；FA1004N型电子天平：上海民桥精密科学仪器有限公司产品。

1.3 实验方法

1.3.1 实验材料的准备 实验材料采摘后带回实验室，用预冷的去离子水水清洗干净，用滤纸快速吸干表面水分，将材料放入冰箱保存。其中枸杞干果需在提取之前以去离子水浸泡24 h。

1.3.2 GSH-Px的粗提 取准备好的实验材料4 g左右加入含1 mmol/L EDTA和质量分数1%PVP的0.2 mol/L，pH=6.2磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液4 mL，冰浴研磨，10 000 r/min离心 15 min，取上清液供酶活力测定用。

1.3.3 酶活力的测定和酶活力单位的定义 按照

黄爱缨等的方法[10]。

1.4 数据处理

用Excel及SAS软件对试验数据进行统计。

2 结果与分析

2.1 茄子不同部位的GSH-Px活性

实验测定了茄子根、茎、叶、果实4个部位的GSH-Px活性，结果见表2。由表2可以看出，茄子果实部位的GSH-Px活性最高，酶活性达27.944 U，其次为根，酶活性达23.292 U，再次为叶，酶活性为6.306 U，茎酶活最小，仅有6.111 U。利用SAS软件对对茄子各部位方差分析，结果见表1、表2。结果表明，果实与根二者之间以及叶、茎二者之间酶活性差异均不明显（P＞0.05），但前二者与后两者酶活性之间存在着极明显的差异（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 差异显著水平Tab.2 Significance level of difference

2.2 辣椒不同部位的GSH-Px活性

对辣椒根、茎、叶、果实4个部位GSH-Px活性进行SAS方差分析，结果见表3、表4，结果表明，辣椒各器官GSH-Px酶活性不存在显著差异。

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 差异显著水平Tab.4 Significance level of difference

由表4可以看出，辣椒果实部位的GSH-Px活性最高，酶活性达17.917 U，其次为根，酶活性达17.165 U，再次为叶，酶活性为12.631 U，茎酶活最小，仅有7.584 U。

2.3 茄科高GSH-Px酶活材料的筛选

利用SAS软件对辣椒果实、茄子果实、枸杞果实、番茄果实、土豆块茎的GSH-Px活性进行方差分析，结果见表5、表6。方差分析表明，各供试材料酶活性存在一定差异。其中，土豆块茎与茄子果实二者之间以及辣椒果实、枸杞果实、番茄果实三者之间酶活性差异均不明显（P＞0.05），但前二者与后三者酶活性之间存在着明显差异（P＜0.05）。而土豆块茎与辣椒果实、枸杞果实、番茄果实酶活性之间酶活性差异更为突出（P＜0.01），其次，茄子果实与番茄果实酶活性差异也较为明显（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 差异显著水平Tab.6 Significance level of difference

实验对茄科植物辣椒果实、茄子果实、枸杞果实、番茄果实、土豆块茎的GSH-Px活性测定结果见表6。由表6可以看出，土豆块茎的GSH-Px活性最高，酶活性达34.889 U，其次为茄子果实，酶活性达27.944 U，再次为辣椒果实，酶活性为17.917 U，番茄果实酶活最小，仅有8.806 U。

3 结语

作为高等植物中硒的一种赋存形式，GSH-Px参与植物的生命活动，并以特定的酶促机制或者非酶促机制参与机体抗氧化作用，其机理类同于动物和人体的情况，对高等植物具有重要意义[11]。作为一个需氧代谢的有机体，在呼吸和光合作用的过程中，植物线粒体、叶绿体以及过氧化物酶体均可以导致体内有害副产物活性氧含量的提高，并且当其积累达到一定含量水平时，会对植物造成一定的伤害[12]。研究表明，同动物细胞一样，植物中也同样存在着属于GPX家族的酶类，这些酶在结构、底物特异性和植物组织的分布上有很大的不同，但却对植物抵御外界胁迫起着很重要的作用[12]。因此，加强对植物GSH-Px的研究，有助于加深植物GSH-Px作用机制的理解，并为开发利用植物源GSH-Px提供数据参考。

实验表明，GSH-Px在茄科植物中广泛存在，而且不同植物、同种植物不同组织间GSH-Px活性均存在一定差异。上述各茄科植物的各部分均在pH6.2、37℃条件下测定的，测定的值可能有所偏差，因此在此基础上，以后有必要加强对茄科植物GSH-Px提取条件、测定条件和酶学性质的研究。

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