Tom 53, 2004
Numer 3 4 (264 265)
Strony 343 353
AGNIESZKA GNIAZDOWSKA1, 2
1
Zakład Bioenergetyki Roślin
Instytut Biologii Eksperymentalnej Roślin, Uniwersytet Warszawski
Miecznikowa 1, 02-096 Warszawa
2
Katedra Fizjologii Roślin
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego
Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa
e-mail: agniazdowska@alpha.sggw.waw.pl
ROLA TLENKU AZOTU W METABOLIZMIE KOMÓRKI ROŚLINNEJ
WSTP
W ostatnich latach chyba najbardziej in- wolne rodniki, z niesparowanym elektronem
tensywnie badaną cząsteczką sygnalną jest tle- na atomie węgla. Dalsze reakcje, w których
nek azotu (NO). Od 1998 r., gdy przyznano uczestniczÄ… rodniki, prowadzÄ… do powsta-
nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjol- wania rodników ponadtlenkowych ROO, alko-
ogii za wkład w badania nad rolą tego związku ksylowych RO i kolejnych cząsteczek dwu-
w układzie naczyniowo-sercowym człowieka, tlenku azotu. Tlenek azotu łatwo reaguje z
wzrosło zainteresowanie znaczeniem NO tak- anionorodnikiem ponadtlenkowym O2 , w
że w organizmach roślinnych. Pomimo krótk- wyniku czego powstaje nadtlenoazotyn
iego czasu prowadzenia badań nad rolą NO w ONOO . Nadtlenoazotyn jest nietrwały w za-
fizjologii roślin (pierwsza praca DURNERA i kresie fizjologicznego pH, lecz ze względu na
współaut. mówiąca o udziale tlenku azotu w stosunkowo długi okres półtrwania (ok. 1s)
odpowiedzi roślin na atak patogenu ukazała się może dyfundować na znaczne odległości w ko-
w 1998 r.) możemy mówić o istotnym znacze- mórce. Nadtlenoazotyn reaguje łatwo z gru-
niu tego związku dla funkcjonowania komórki pami tiolowymi białek i wielonienasyconymi
roślinnej. W latach 2003 2004 ukazały się pra- resztami kwasów tłuszczowych w lipidach
ce dotyczące m.in. identyfikacji syntazy NO wywołując poważne uszkodzenia struktur
(NOS) w komórkach roślinnych, rzucające komórkowych (WENDEHENNE i współaut.
nowe światło na to zagadnienie i odpo- 2001). Reakcją charakterystyczną dla nadtleno-
wiadające na szereg pytań o znaczenie NO w azotynu jest nitrylowanie reszt tyrozylowych w
roślinach. Daleko jednak jeszcze do pełnego i białkach, katalizowane przez jony metali
kompleksowego opisu roli tej cząsteczki w me- przejściowych (BARTOSZ 1995).
tabolizmie roślin. W komórkach ssaków NO jest produkowa-
Tlenek azotu NO jest wolnym rodnikiem. ny przez enzym syntazÄ™ tlenku azotu (NOS),
W obecności tlenu NO jest nietrwały. W natle- występującą w kilku izoformach (NATHAN i XIE
nionych roztworach wodnych okres półtrwa- 1994). Substratem NOS jest tlen cząsteczkowy
nia NO wynosi kilka sekund, gdyż w tych wa- i L-arginina, produktami reakcji cząsteczka
runkach tlenek azotu reaguje z tlenem tworzÄ…c NO i aminokwas L-cytrulina. Badania ostatnich
dwutlenek azotu, brązowy gaz będący wolnym lat wykazały, że rośliny posiadają enzym
rodnikiem. Dwutlenek azotu reaguje z organi- pełniący podobną funkcję jak NOS w komór-
cznymi związkami nienasyconymi tworząc kach zwierzęcych (katalizujący tworzenie NO
344 AGNIESZKA GNIAZDOWSKA
z L-argininy) (CUETO i współaut. 1996, BARRO- homologii do ssaczej indukowanej NOS, cho-
SO i współaut. 1999). Aktywność ta jest hamo- ciaż jego funkcjonalna charakterystyka była
wana przez podanie specyficznych inhibito- zbliżona. Aktywność tego enzymu zależała od
rów zwierzęcych syntaz tlenku azotu (CUETO i NADP (fosforan dinukleotydu nikotynoami-
współaut. 1996). U kukurydzy zidentyfikowa- do-adeninowego) i tak jak w przypadku konsty-
no białko o masie 166 kDa, reagujące z prze- tutywnych izoform ssaczych NOS, od kalmodu-
ciwciałami przeciwko króliczej neuronalnej liny i jonów Ca2+ (GUO i współaut. 2003). Nie
izoformie NOS, jak i z przeciwciałami przeciw- zaobserwowano stymulacji aktywności enzy-
ko mysiej indukowalnej izoformie NOS (RIBE- mu w obecności specyficznych kofaktorów
IRO i współaut. 1999). Nie udało się jednak wy- ssaczych NOS, takich jak: tetrahydrobioptery-
izolować białka ani genu wykazującego homo- na, hem, FAD (dinukleotyd flawinoadenino-
logię do zwierzęcej NOS (DURNER i KLESSIG wy), FMN (monomucleotyd flawinowy) (GUO i
1999). CHANDOK i współaut. (2003) zaobser- współaut. 2003).
wowali, że atak patogenu indukuje aktywność Tlenek azotu powstaje nie tylko w reak-
enzymu odpowiedzialnego za syntezÄ™ NO u cjach katalizowanych przez syntazÄ™ tlenku azo-
rzodkiewnika (Arabidopsis thaliana) i tytoniu tu. Alternatywnym zródłem NO jest reakcja re-
(Nicotiana tabacum). Enzym ten wykazuje dukcji jonów azotanowych zachodząca w ko-
analogię do jednej z form białka P dekarbok- mórkach bakterii, grzybów i roślin. NO jest też
sylazy glicyny. Okazuje się więc, że sekwencja jednym z produktów asymilacji azotanów i od-
roślinnych białek NOS jest całkowicie różna od dychania. W warunkach fizjologicznych rośli-
sekwencji ich ssaczych odpowiedników ny są eksponowane na działanie NO produko-
(CHANDOK i współaut. 2003). GUO i współaut. wanego przez mikroorganizmy glebowe.
(2003) wyizolowali gen AtNOS1 kodujÄ…cy en- Uwalnianie NO do atmosfery zachodzi w reak-
zym o aktywności syntazy tlenku azotu. Pro- cjach nitryfikacji i denitryfikacji. Nitryfikacja
dukt genu AtNOS1 rzodkiewnika był podobny NH4+ jest głównym zródłem N2 emitowanego
do białka zaangażowanego w syntezę NO u śli- do atmosfery, gdzie ulega on utlenieniu do NO
maka Helix pomatia. Nie wykazywał natomiast i NO2 (WOJTASZEK 2000).
ROLA NO W REGULACJI METABOLIZMU KOMÓRKI ROŚLINNEJ
Tlenek azotu jest cząsteczką biorącą udział znajdzie zainteresowany Czytelnik w pracy
w regulacji różnorodnych procesów w komór- przeglądowej opublikowanej w Postępach Bio-
kach roślinnych, takich jak: wzrost i rozwój, logii Komórki (MATKOWSKI 2002). Stężenia w
metabolizm oddechowy, reakcja na patogeny, jakich NO wykazuje funkcjÄ™ fizjologicznÄ… sÄ…
procesy starzenia i dojrzewania oraz odpo- dużo niższe niż optymalne stężenia mikro- i
wiedz roślin na warunki stresowe (LAMATTINA makroelementów oraz witamin i wahają się w
i współaut. 2003) (Tabela 1). Cząsteczka NO granicach 10 10 10 6 M(BELIGNI i LAMATTINA
pełni w tych procesach miedzy innymi rolę sy- 2001). Produkcja tlenku azotu oznaczona w
gnałową (DURNER i KLESSIG 1999, LAMATTINA i nietraktowanych liściach rzodkiewnika, wyki
wspólaut. 2003). Transdukcja sygnału NO w (Vicia faba) i chińskiej róży (Hibiskus rosa si-
komórkach roślinnych odbywa się, podobnie nensis) wynosiła 1 18 nmolg 1h 1 i wzrastała
jak w komórkach zwierzęcych, przez cGMP w obecności jonów azotynowych, sugerując
(cykliczny guanozynomonofosforan) i aktywa- zaangażowanie reduktazy azotanowej w synte-
cję cyklazy guanylanowej (DURNER i współaut. zę NO (VANIN i współaut. 2004). Ten fizjolo-
1998, DURNER i KLESSIG 1999, WENDEHENNE i giczny (podstawowy) poziom NO w tkance był
współaut. 2001). Obszerny opis działania NO, z zawsze niższy niż stężenie NO obserwowane
uwzględnieniem roli sygnałowej tej cząsteczki po ataku patogenu (VANIN i współaut. 2004).
DWA OBLICZA TLENKU AZOTU
Obecność niesparowanego elektronu w Niszcząca rola NO w komórce wynika
cząsteczce sprawia, że tlenek azotu wykazuje prawdopodobnie z faktu, że cząsteczka ta
własności cytotoksyczne bądz pełni funkcję łatwo reaguje z anionorodnikiem ponadtlen-
ochronnÄ… (BELIGNI i LAMATTINA 1999a, b, c). kowym tworzÄ…c nadtlenoazotyn, reagujÄ…cy z
Rola tlenku azotu w metabolizmie komórki roślinnej 345
Tabela 1. Przykłady różnorodnej aktywności NO w roślinach.
Reakcja fizjologiczna Tkanka Roślina Cytowana literatu-
ra
Zapobieganie chlorozom po- liście Ziemniak (Solanum tuber- BELIGNI i LAMATT-
wstajÄ…cym w odpowiedzi na osum) INA 1999a, c
podanie herbicydów (methyl-
viologen), zapobieganie po-
wstawaniu nekroz wywołanych
infekcjÄ… patogenem
Indukcja programowanej liście, kallus Cis (Taxus breviofolia), PEDROSO i
śmierci komórkowej, współaut. 2000a, b
zawiesina ko- Rzodkiewnik (Arabidopsis
fragmentacjii DNA
mórkowa thaliana) CLARKE i współaut.
2002
Wzrost odporności na zasolenie siewki, liście Ryż (Oryza sativa) UCHIDA i współaut.
i wysokÄ… (50°C) temperaturÄ™ 2002
Wzrost odporności na suszę, liście Pszenica (Triticum GARCIA-MATA i
ruch aparatów szparkowych aestivum) LAMATTINA 2001
Wzmożona ekspresja genu ko- liście, zawiesina Tytoń (Nicotiana tabac- DURNER i
dujacego PAL (amoniakoliaza komórkowa um) współaut. 1998,
L-fenyloalaniny), wzrost po- NAVARRE i
ziomu cGMP (cykliczny guano- współaut. 2000
zynomonofosforan),
Regulacja aktywności akonitazy
Regulacja procesów dojrzewania owoce Awokado (Persea america- LESHEM i współaut.
owoców i starzenia tkanek na), banan (Musa sapien- 1998
tum), kiwi (Actinidia si-
WILLS i współaut.
nensis)
2000
Truskawka (Fragaria
ananassa)
Hamowanie aktywności drogi hypokotyle Fasolnik chiński (Vigna ra- YAMASAKI i
cytochromowej i fosforylacji etiolowanych diata) współaut. 2001
oksydacyjnej siewek
Regulacja procesów oddecho- zawiesina ko- Marchew (Daucus carota) ZOTTINI i
wych, wyrzut cytochromu c z mórkowa współaut. 2002
Rzodkiewnik (Arabidopsis
mitochondriów,
thaliana) HUANG i współaut.
Indukcja transkrypcji genu 2002
AOX1a kodujacego białko al-
ternatywnej oksydazy (AOX)
Wzrost i różnicowanie komórek liście, korzenie Kukurydza (Zea mays) RIBEIRO i
współaut. 1999
Inicjacja tworzenia korzeni przy- hypokotyle Ogórek (Cucumis sativus) PAGNUSSAT i
byszowych współaut. 2002
Fotomorfogeneza, nasiona, hypo- Sałata (Lactuca sativa), BELIGNI i LAMATT-
kotyle, liście Rzodkiewnik (Arabidopsis INA 2000
stymulacja kiełkowania nasion,
thaliana), Pszenica (Tritic-
hamowanie wzrostu wydłuże-
um aestivum)
niowego hypokotyli,
de-etiolacja (synteza chlorofilu)
Ruchy aparatów szparkowych liście Groch (Pisum sativum) NEILL i spółaut.
2002a
Hamowanie fotofosforylacji liście Szpinak (Spinacia oler- TAKAHASHI i YAMA-
acea) SAKI 2002
346 AGNIESZKA GNIAZDOWSKA
DNA, białkami i grupami tiolowymi, co jest moea battatas) (JIH i współaut. 2003). Wydaje
bezpośrednią przyczyną hamowania aktywno- się, że NO może regulować nie tylko poziom
ści enzymów i degradacji struktur komórko- H2O2, ale także syntezę tej cząsteczki w warun-
wych. kach stresu mechanicznego (JIH i współaut.
Jednak reakcje NO z reaktywnymi formami 2003).
tlenu (RFT) mogą wywoływać nie tylko efekty Wyniki badań wykonanych na nasionach i
destrukcyjne dla komórki, ale też zapobiegać siewkach łubinu (Lupinus luteus) wskazująna
rozprzestrzenianiu się uszkodzeń wywoływa- ochronną rolę NO w warunkach stresu osmo-
nych przez inne wolne rodniki, w szcze- tycznego oraz w obecności metali ciężkich:
gólności przez anionorodnik ponadtlenkowy cynkui kadmu(KOPYRA i GWÓyDy 2003). Au-
(BELIGNI i LAMATTINA 1999b, BEERS i torzy sugerują, że może być to związane ze
MCDOWELL 2001, NEILL i wspólaut. 2002b). zwiększeniem aktywności enzymów antyoksy-
Zależy to od stosunku stężenia NO do RFT. dacyjnych głównie dysmutazy ponadtlenko-
Udowodniono, że w warunkach uszkodzeń ko- wej, w obecności donora NO. Podobne wyniki
mórki wywoływanych przez RFT, NO może uzyskano na siewkach ryżu (Oryza sativa)
przerywać łańcuch reakcji prowadzących do traktowanych NO w niskim (1 M) stężeniu. Za-
tworzenia kolejnych RFT i tym samym og- obserwowano prawie dwukrotne zwiększenie
raniczyć rozmiary wywoływanych przez nie aktywności enzymów systemu antyoksydacyj-
zmian. FunkcjÄ™ ochronnÄ… NO wykazano w ba- nego: katalazy, peroksydazy askorbinianowej,
daniach, w których reaktywne formy tlenu reduktazy glutationowej, dysmutazy ponad-
okazały się bardziej toksyczne niż NO i anion tlenkowej, co zapobiegało powstawaniu
kwasu nadtlenoazotawego (WINK i współaut. uszkodzeń wywołanych przez pózniejsze
1993). W doświadczeniach prowadzonych na umieszczenie roślin w warunkach stresu sol-
liściach ziemniaka (Solanum tuberosum) trak- nego i wysokiej temperatury (UCHIDA i
towanych NO obserwowano zahamowanie współaut. 2002).
chlorozy spowodowanej przez RFT, powstałe Hamowanie przez NO aktywności niektó-
po podaniu herbicydu. W przypadku infekcji li- rych enzymów może być korzystne dla komór-
ści ziemniaka przez patogen podanie NO spo- ki. Dzieje się tak w przypadku akonitazy, której
wodowało ograniczenie wycieku elektrolitów inaktywacja przez NO powoduje obniżenie
z komórki, fragmentacji DNA i w rezultacie napływu elektronów na łańcuch mitochon-
zmniejszenie liczby komórek wchodzących na drialny i tym samym zapobiega stresowi oksy-
drogę apoptozy (BELIGNI i LAMATTINA 1999c). dacyjnemu. Co więcej, NO aktywuje prze-
DELLEDONNE i współaut. (2002) zapropono- kształcenie cytosolowej akonitazy w białko IRP
wali model współdziałania NO i O2 wreakcji (ang. iron regulatory protein) regulujące ho-
nadwrażliwości roślin (ang. hypersensitive res- meostazę jonów żelazowych w komórce
ponse, HR). Reakcja ta polega na gwałtownym (NAVARRE i współaut. 2000). Jony Fe katalizują
zamieraniu komórek, które weszły w kontakt z reakcję Fentona, prowadzącą do wytwarzania
patogenem lub znajdują się w jego bezpośred- rodników hydroksylowych, zatem ogranicze-
nim sąsiedztwie. Prowadzi to do pojawienia się nie dostępności Fe zapobiega stresowi oksyda-
nekroz, co uniemożliwia rozprzestrzenianie cyjnemu. Można powiedzieć, że chociaż jako
się patogenu do nie porażonych części rośliny. wolny rodnik NO pod wieloma względami wy-
Wydaje się, że w przypadku komórek roślin- kazuje działanie podobne do innych RFT, w
nych program śmierci komórkowej jest akty- pewnych warunkach może zapobiegać roz-
wowany w sytuacji zbalansowanej równowagi przestrzenianiu się stresu oksydacyjnego w ko-
pomiędzy stężeniami NO i H2O2, a nie zależy mórkach roślinnych (Ryc. 1). Dodatkowo po-
bezpośrednio od stężenia O2 . twierdzają to badania wykonane na chloropla-
NO podany zewnątrzkomórkowo hamował stach poddawanych stresowi foto-oksydacyj-
produkcję H2O2 indukowaną stresem zranie- nemu, w których wykazano antyoksydacyjne
nia, a także obniżał ekspresję genu IPO induko- działanie NO polegające na wychwytywaniu
wanego zranieniem w liściach batata (Ipo- RFT (BELIGNI i LAMATINA 2002).
Rola tlenku azotu w metabolizmie komórki roślinnej 347
TLENEK AZOTU A REDUKTAZA AZOTANOWA
W warunkach stresu wywołanego przez in- tezie NO w obecności jonów azotynowych na
fekcję mikroorganizmów NO jest syntetyzowa- terenie apoplasu komórek warstwy aleurono-
ny przy udziale syntazy tlenku azotu, której me- wej ziarniaka jęczmienia (Hordeum vulgare)
chanizm działania i regulacja nie do końca jesz- (BETHKE i współaut. 2004). Reakcja ta wyma-
cze zostały poznane (CHANDOK i współaut. gała kwaśnego pH apoplastu i obecności jo-
2003, GUO i współaut. 2003). NO może być też nów NO2- w mieszaninie inkubacyjnej. Autorzy
wytwarzany na drodze nieenzymatycznej w re- sugerują, że w warunkach naturalnych NO po-
Ryc. 1. Podwójna natura działania tlenku azotu. Reakcje w których NO pełni rolę ochronną (prawa
strona) i reakcje w których NO odgrywa rolę cytotoksyczną (lewa strona).
Oznaczenia: R wolne rodniki, RO rodnik alkoksylowy, ROO rodnik ponadtlenowy, cGMP cykliczny gu-
anozynomonofosforan, AOX białko oksydazy alternatywnej, NOS syntaza NO, NR reduktaza azotanowa,
RFT reaktywne formy tlenu (wg BELIGNIEGO i LAMATTINY 1999b, zmodyfikowana).
akcji chemicznej redukcji NO2 wkwaśnympH wstający tą drogą z jonów azotynowych obec-
lub w reakcji redukcji NO2 w obecności karo- nych w roztworze glebowym, może zapobie-
tenoidów na świetle (WOJTASZEK 2000). W wa- gać rozwojowi patogenów w czasie kiełkowa-
runkach fizjologicznych droga wytwarzania nia ziarniaka, co wielokrotnie jest przyczynÄ…
tlenku azotu w reakcji redukcji azotynów w zahamowania wschodów.
chloroplastach w obecności askorbinianu wy- Nie ma jednak obecnie wątpliwości, że w
daje się mało prawdopodobna lub wręcz nie- komórkach roślinnych NO jest syntetyzowany
możliwa z uwagi na zasadowy odczyn stromy w reakcji katalizowanej przez syntazę tlenku
chloroplastów (YAMASAKI 2000). Pojawiło się azotu (NOS) lub/i reduktazę azotanową (NR).
natomiast doniesienie o nieenzymatycznej syn- Reduktaza azotanowa jest enzymem odpowie-
348 AGNIESZKA GNIAZDOWSKA
dzialnym za konstytutywnÄ… syntezÄ™ NO w nie- cyjnej NAD(P)H w fotosyntetycznym transpor-
infekowanych komórkach roślinnych (YAMA- cie elektronów. Akumulacja jonów azotyno-
SAKI i współaut. 1999, YAMASAKI i SAKIHAMA wych i wysoka emisja NO w komórkach roślin-
2000, MOROT-GAUDRY-TALARMAIN i współaut. nych następuje zatem wówczas, gdy zahamo-
2002). NR jest enzymem cytosolowym, katabo- wany jest fotosyntetyczny transport elektro-
lizującym reakcję redukcji azotanów do azoty- nów, w ciemności lub w warunkach fotoinhi-
nów w obecności NAD(P)H (fosforan dinukle- bicji (YAMASAKI i SAKIHAMA 2000). VANIN i
otydu nikotynoamido-adeninowy forma zre- współaut. (2004) sugerują natomiast, że synte-
dukowana) jako donora elektronów (CRA- za NO katalizowana przez NR w kompleksowy
WFORD i GLASS 1998). W normalnych warun- sposób zależy od stosunku zawartości azoty-
kach powstające w tej reakcji jony azotynowe nów do azotanów i całkowitego stężenia obu
są transportowane do plastydów, gdzie przy jonów w układzie. Syntezę NO w obecności NR
udziale reduktazy azotynowej (NiR) następuje oznaczono również, gdy substratem były jony
ich redukcja do jonów amonowych. Syntezę azotanowe, ale w tym przypadku obserwowa-
NO przy udziale NR udowodniono w liściach no około 30 minutową fazę opóznienia, wska-
soi (Glycine max) (DEAN i HARPER 1988) i ku- zującą, że rzeczywistym substratem do syntezy
kurydzy (Zea mays) (YAMASAKI i współaut. NO katalizowanej przez NR są jony azotynowe
1999). Wytwarzanie NO w obecności NR jest (YAMASAKI i SAKIHAMA 2000). Potwierdziły to
hamowane po podaniu azydku sodu (NaN3) badania wykonane na komercyjnym enzymie
inhibitora NR (YAMASAKI i SAKIHAMA 2000). Z NR kukurydzy (ROCKEL i współaut. 2002). Uży-
uwagi na to, że NO pełni rolę cząsteczki sy- wając jonów azotanowych jako substratu zaob-
gnałowej w komórkach roślinnych istotne wy- serwowano emisję NO po około 30 minutach,
daje się oszacowanie w jakim stopniu NR gdy stężenie azotynów było najwyższe. Aktyw-
uczestniczy w produkcji NO. KAISER i HUBER ność NR oznaczana jako produkcja jonów azo-
(2001) podają, że wytwarzanie NO przy udzia- tynowych wynosiła 10 nmol min 1, podczas
le NR w obecności NADH (dinukleotyd nikoty- gdy maksymalna produkcja NO jedynie 0,09
noamido-adeninowy forma zredukowana) i nmol min 1. Synteza NO przy udziale roślinnej
azotynów stanowi tylko około 1% całkowitej NR słonecznika (Heliantus annuus) oraz liści
aktywności redukcyjnej enzymu. Należy jed- szpinaku (Spinacia oleracea) była niższa w
nak pamiętać, że NO natychmiast reaguje z ciemności niż na świetle i stanowiła tylko nie-
anionorodnikiem ponadtlenkowym (po- wielki procent całkowitej aktywności tkanko-
wstającym w wielu reakcjach na terenie ko- wej reduktazy azotanowej (ROCKEL i współaut.
mórki), tworząc nadtlenoazotyn, co może za- 2002). Redukcja jonów azotynowych do NO
niżać wartości oznaczanego stężenia NO. jest procesem jednoelektronowym o niezna-
Uwzględniając ubytek NO związany z reakcją nym podłożu molekularnym, nie wiadomo też
tej czÄ…steczki z anionorodnikiem ponadtlenko- dlaczego jest ograniczona do tak niskiego po-
wym wykazano, że produkcja NO w liściach ziomu całkowitej aktywności enzymu (ROCKEL
wyki, rzodkiewnika i chińskiej róży jest znacz- i współaut. 2002).
nie wyższa (około 20 krotnie) niż oznaczana do Potranslacyjna regulacja aktywności NR
tej pory (VANIN i współaut. 2004). Produkcja przez fosforylację i wiązanie białka 14-3-3,
NO przy udziale NR wymaga specyficznej regu- wpływa na katalizowaną przez NR syntezę NO.
lacji aktywności NR i jest ściśle uzależniona od Ekstrakt enzymatyczny z pobranych na świetle
stężenia jonów azotynowych w komórce, co z liści szpinaku inkubowano z 5'-AMP (adenozy-
kolei jest regulowane przez stosunek aktywno- nomonofosforan) i EDTA (kwas etylenodiami-
ści NR do NiR (reduktaza azotynowa). Yamasa- no-tetraoctowy), co powodowało całkowitą ak-
ki i jego grupa, na podstawie wyników badań tywację białka NR w wyniku defosforylacji i
na kukurydzy sugerują, że NO może być produ- odłączenia białka 14-3-3. Po dodaniu do mie-
kowany przy udziale NR w warunkach akumu- szaniny reakcyjnej NADH i azotanów zaobser-
lacji jonów azotynowych w cytoplazmie. wowano emisję NO, która zanikała po około 10
Translokacja jonów azotynowych z cytoplazmy min. Inkubacja ekstraktu z ATP (adenozynotri-
do chloroplastu wymaga istnienia różnicy pH fosforan), Mg2+ oraz inhibitorem NR, inakty-
po obu stronach błony ( pH), asamaredukcja wującym enzym przez tworzenie nieaktywne-
jonów azotynowych obecności zredukowanej go kompleksu ufosforylowane białko NR
ferredoksyny. Oba te warunki są spełnione białko 14-3-3 (P-NR-14-3-3), powodowała
wtedy, gdy następuje wytwarzanie siły reduk- całkowite zahamowanie zależnej od jonów
Rola tlenku azotu w metabolizmie komórki roślinnej 349
azotynowych syntezy NO (ROCKEL i współaut. orientacji antysensownej (MOROT-GOUDRY-
2002). TALARMAIN i współaut. 2002).
BARBER i KAY (1996) wykazali, ze NR może Wydaje się zatem, że synteza NO zależna od
wykorzystywać tlen cząsteczkowy jako akcep- NR nie jest, jak początkowo przypuszczano,
tor elektronów, w wyniku czego powstaje specyficzna jedynie dla roślin z rodzaju Legu-
anionorodnik ponadtlenkowy O2 . Zatemjed- minosae, posiadajÄ…cych konstytutywnÄ… NR, ale
noczesna synteza NO i O2 , katalizowana w określonych warunkach NO może być pro-
przez NR w obecności azotynów, prowa- duktem reakcji katalizowanej przez reduktazy
dziłaby do powstawania nadtlenoazotynu azotanowe występujące u innych roślin (YAMA-
ONOO . Doświadczenia in vitro z użyciem SAKI 2000).
oczyszczonej NR kukurydzy wykazały, że NR w Pojawiły się też doniesienia o istnieniu en-
pewnych warunkach, gdy substratem reakcji zymu związanego z błoną plazmatyczną, reduk-
są jony azotynowe, może być enzymem odpo- tazy azotyny: NO (NI-NOR), zaangażowanej w
wiedzialnym za syntezę trzech typów toksycz- syntezę NO w obecności azotynów w pH 6,1
nych czÄ…steczek o charakterze wolnych rod- (STÖHR i ULLRICH 2002). Synteza NO w obec-
ników: NO, NO2 i ONOO (YAMASAKI i SAKIH- ności izolowanej frakcji plazmolemy była nie-
AMA 2000). Zwiększoną emisję NO i towa- zależna od tlenu i niewrażliwa na inhibitory
rzyszącą mu syntezę ONOO zaobserwowano NR. Dodatkowe obserwacje wykluczyły ponad-
w liściach transgenicznego tytoniu, zawie- to zaangażowanie błonowej NR w syntezę NO
rajÄ…cego gen kodujÄ…cy reduktazÄ™ azotynowÄ… w (STÖHR i współaut. 2001).
TLENEK AZOTU A MITOCHONDRIA ROÅšLINNE
Tlenek azotu wpływa na intensywność od- łańcucha elektronów wykorzystują NADH jako
dychania w mitochondriach wątroby królika donor elektronów, indukowane przez NR ha-
poprzez hamowanie aktywności oksydazy cy- mowanie drogi cytochromowej może być spo-
tochromu c, na zasadzie współzawodnictwa o wodowane ograniczoną dostępnością NADH.
miejsce wiązania z cząsteczką tlenu (SHIVA i Jednak dodanie zewnętrznego NADH nie przy-
współaut. 2001). Podobnie, oksydaza cyto- wróciło pierwotnej aktywności drogi cyto-
chromu c (COX) w roślinnym łańcuchu odde- chromowej (YAMASAKI i współaut. 2001). Zba-
chowym jest niezwykle wrażliwa na tlenek dano też wpływ NO na fosforylację oksyda-
azotu. Transport elektronów drogą cyto- cyjną w mitochondriach roślinnych. Trans-
chromową w mitochondriach izolowanych z portowi elektronów przy udziale drogi cyto-
liścieni soi był hamowany prawie całkowicie w chromowej towarzyszy synteza trzech cząste-
obecności NO, nie obserwowano natomiast czek ATP. W przypadku transportu elektronów
hamowania aktywności drogi alternatywnej drogą alternatywną, gdy substratem jest
(MILLAR i DAY 1996). IndukujÄ…c in vitro syn- NADH, tylko kompleks I (oksydoreduktaza
tezę NO zależną od NR zbadano wpływ NO na NADH ubichinon) jest zaangażowany w ge-
oddychanie w mitochondriach izolowanych z nerowanie siły protonomotorycznej i tym sa-
hypokotyli fasolnika chińskiego (Vigna ra- mym syntezę ATP. W przypadku gdy donorem
diata) (YAMASAKI i współaut. 2001). Obecność elektronów jest bursztynian, transportowi
izolowanego enzymu NR w mieszaninie inku- elektronów na drodze alternatywnej nie towa-
bacyjnej zawierającej mitochondria nie po- rzyszy synteza ATP, z uwagi na ominięcie miej-
wodowała żadnych zmian w intensywności po- sca sprzężenia kompleks I-kompleks II (oksy-
bierania tlenu w warunkach, gdy działały obie doreduktaza NADH:ubichinon oksydoredu-
drogi transportu elektronów. Po dodaniu nPG ktaza bursztynian:ubichinon) (MACKENZIE i
(gallusan n-propylu), będącego inhibitorem MCINTOSH 1999). NO syntetyzowany po do-
alternatywnej drogi oddechowej, NR i azotany daniu NR do mitochondriów z hypokotyli fa-
hamowały pobieranie tlenu na drodze cyto- solnika chińskiego hamował prawie całkowi-
chromowej. Z kolei, aktywność alternatywnej cie produkcję ATP (YAMASAKI i współaut.
drogi oddechowej, mierzona przy zahamowa- 2001). Zmierzono też wytwarzanie H2O2 wmi-
nej drodze cytochromowej, nie wykazywała tochondriach izolowanych z hypokotyli fasol-
zmian w obecności NR. Autorzy sugerują, że nika chińskiego lub wątroby świni. NO spowo-
ponieważ NR i kompleks I mitochondrialnego dował wzrost syntezy H2O2 w mitochondriach
350 AGNIESZKA GNIAZDOWSKA
wątroby świni, w których nie występuje alter- kowej marchwi z 1 mM SNP spowodowała 50%
natywna droga oddechowa. Nie zaobserwo- spadek oddychania całkowitego, przy czym
wano jednak żadnego wpływu NO na poziom było to związane z obniżeniem aktywności dro-
syntezy H2O2 w mitochondriach roślinnych. gi cytochromowej. Analiza immonologiczna
Wyniki te potwierdzają hipotezę wysuniętą białek z przeciwciałami przeciwko AOX wy-
przez MILLARA i DAYA (1996), że oddychanie kazała, że w obecności SNP dochodzi do zwię-
drogą alternatywną może mieć na celu ogra- kszenia syntezy białka oksydazy alternatywnej.
niczenie wytwarzania H2O2 wwarunkachgdy, Potencjał elektryczny błony mitochondrialnej
droga cytochromowa jest hamowana przez spadał w warunkach traktowania zawiesiny ko-
NO, tymbardziej, że wysoka emisja NOmoże mórkowej NO. Zaobserwowano też obniżenie
zachodzić w różnych rejonach komórek roślin- zawartości cytochromu c w mitochondriach
nych (YAMASAKI i współaut. 1999, CORPAS i (ZOTTINI i współaut. 2002). Spadek potencjału
współaut. 2001, STÖHR współaut. 2001). Na elektrycznego bÅ‚ony mitochondrialnej oraz
podstawie badań potencjału błony mito- wyrzut cytochromu c z mitochondriów są syg-
chondrialnej sugeruje się, że hamowanie syn- nałem wejścia komórki na drogę apoptozy
tezy ATP przez NO może być spowodowane (JONES 2000). Indukcję genu AOX1a (ko-
przez spadek siły protonomotorycznej, której dującego białko AOX) zaobserwowano także w
przyczyną jest wiązanie NO do białka oksydazy komórkach zawiesiny rzodkiewnika traktow-
cytochromowej (COX) (YAMASAKI i wspóaut. anej związkiem uwalniającym NO NOR-3
2001). Cząsteczka NO, z uwagi na łatwość z (E)-ethyl-2-[(E)-hydroxyimino]-5-nitro-3-hexe-
jaką penetruje błony biologiczne, może mig- ne-amide (HUANG i współaut. 2002). Ekspresji
rować do różnych organelli komórkowych, w genu AOX1a towarzyszyła wzmożona indukcja
tym do mitochondrium, gdzie może hamować genów kodujących inne enzymy antyoksyda-
aktywność COX. Powoduje to zwiększoną re- cyjne, takie jak peroksydaza glutationowa i
dukcję ubihinonu i nadprodukcję aniono- transferaza glutationowa. Natomiast, co było
rodnika ponadtlenkowego (O2 ) Reakcja po- zaskakujące, nie obserwowano wzmożonej
między O2 i H2O2 prowadzi do wytworzenia ekspresji genów katalazy i dysmutazy ponad-
rodnika wodorotlenowego ( OH). Powstające tlenkowej (HUANG i współaut. 2002). Indukcja
na tej drodze reaktywne formy tlenu wywołują ekspresji AOX w obecności NO potwierdza
uszkodzenia struktury błon mitochon- przypuszczenia, że synteza białka AOX może
drialnych i mitochondrialnego DNA (CADENAS być indukowana w warunkach działania
i DAVIES 2000), które ulegają wzmocnieniu czynników abiotycznych lub biotycznych
pod wpływem nadtlenoazotynu powstającego wywołujących stres oksydacyjny (MILLAR i DAY
w reakcji NO i anionorodnika ponadtlenko- 1997). Ponadto stosunek stężenia RFT, pow-
wego. Uzyskane przez grupę Yamasaki rezulta- stających w mitochondriach, do stężenia NO
ty wskazują na niewrażliwość alternatywnej może być istotnym czynnikiem regulującym re-
drogi oddechowej na NO i potwierdzają wcześ- alizację programu śmierci komórkowej, a
niejsze sugestie, że skierowanie elektronów na NO-zależna indukcja genów antyoksydacyj-
tę drogę może obniżać wytwarzanie aktyw- nych i AOX może być podstawą odpowiedzi ro-
nych form tlenu w mitochondrialnym łańcu- śliny na stres oksydacyjny.
chu oddechowym w warunkach, gdy istnieje Zbadano także wpływ NO na aktywność
nadprodukcja tlenku azotu. Tym bardziej, że akonitazy z liści tytoniu (NAVARRE i współaut.
MAXWELL i współaut. (1999), badając kulturę 2000). Akonitaza jest enzymem zawierającym
komórkową transgenicznych roślin tytoniu, za- wiązanie żelazowo-siarkowe i katalizuje izome-
obserwowali, że w warunkach nadekspresji ryzację cytrynianu do izocytrynianu. Forma mi-
genu alternatywnej oksydazy (AOX) spada syn- tochondrialna akonitazy jest niezbędnym
teza reaktywnych form tlenu. Natomiast za- elementem cyklu Krebsa, dlatego też jej inakty-
hamowanie aktywności AOX przez wprowa- wacja prowadzi do zakłócenia gospodarki
dzenie genu kodujacego białko AOX w orien- energetycznej komórki. Akonitaza liści tytoniu
tacji antysens spowodowało zwiększoną pro- była wrażliwa na NO, a jej aktywność spadała w
dukcję RFT. ZOTTINI i współaut. (2002) badali obecności H2O2 o koło 70%. Sugeruje to, że w
wpływ tlenku azotu na mitochondria komórek warunkach wzmożonej syntezy NO lub rea-
kultury zawiesinowej marchwi (Daucus ca- ktywnych form tlenu w komórce dochodzi do
rota). Jako donor NO stosowano nitroprusy- zahamowania aktywności akonitazy w wyniku
dek sodu (SNP). Inkubacja zawiesiny komór- wypierania żelaza z cząsteczki enzymu (NAVAR-
Rola tlenku azotu w metabolizmie komórki roślinnej 351
RE i współaut. 2000). Wzrost stężenia cytry- indukcją przez cytrynian genu oksydazy alter-
nianu w komórce, związany z inaktywacją natywnej (VANLERBERGHE i MCINTOSH 1996).
przez NO mitochondrialnej i cytosolowej
akonitazy, może prowadzić do obniżenia syn-
tezy ATP w mitochondriach, spowodowanego
PODSUMOWANIE
Tlenek azotu w ciągu ostatnich paru lat zna- ziomie komórkowym jest kompleksowa i wa-
lazł się w centrum uwagi biologów, a szczegól- runkuje pózniejszą ewentualną odporność na
nie biochemików i fizjologów roślin. Podwój- różnego rodzaju stresy (NEILL i współaut.
na natura działania związku, tzn. jego cytotok- 2002b, LAMATTINA i współaut. 2003, GOULD i
syczna lub ochronna rola w komórce stwarza współaut 2003). Chociaż NO nie jest regulato-
szerokie pole do dalszych badań. Nie do końca rem wzrostu i rozwoju, w wielu przypadkach
rozwiązana pozostaje nadal kwestia regulacji wywołuje reakcje fizjologiczne charaktery-
aktywności enzymu lub enzymów odpowie- styczne dla znanych hormonów roślinnych ta-
dzialnych za syntezę NO w komórkach roślin- kich jak: auksyny, gibereliny czy etylen (LAMAT-
nych oraz oznaczenie in vivo poziomu endo- TINA i współaut. 2003). Biorąc pod uwagę
gennego NO w roślinach. Nie ma jednak skomplikowany system transdukcji sygnałów i
wątpliwości, że tlenek azotu, podobnie jak re- rolę NO, należy tę cząsteczkę traktować jako
aktywne formy tlenu może odgrywać rolę re- jedno z istotnych ogniw, być może, niezbęd-
gulatora wielu procesów metabolicznych za- nych na drodze przekazywania informacji w
chodzących na terenie komórki roślinnej. Wy- komórkach roślinnych (NEILL i współaut.
daje się ponadto, że odpowiedz na NO na po- 2002b).
NITRIC OXIDE ACTION IN PLANT CELL METABOLISM
S u mma r y
Nitric oxide (NO) is a bioactive molecule that ex- an unpaired electron the NO molecule exibits a dual
erts a number of diverse activities in plants. mode of action. Depending on the circumstances, NO
NO in plant cells is produced by nitrate oxidase in combination with an other reactive oxygen species
synthase (NOS) or nitrate reductase (NR). The rela- (ROS) may be either toxic or protective. It is able to
tionship between NR activity and NO production is scavenge other reactive intermediates and end chain-
presented. NO coordinates and regulates the cellular propagated reactions. The reaction between super-
function of mitochondria and reduces the total cell oxide and NO leads to formation of peroxynitrite and
respiration due to strong inhibition of the cytochrome it thus suggested to be a deleterious mechanism. In sys-
pathway. There are some reports demonstrating that tems where the toxicity is due predominantly to per-
NO increases the contribution of the alternative path- oxides, NO can act as a protective agent. The participa-
way to total respiration by inducing the expression of tion of NO in the antioxidant system in plant cells is
alternative oxidase (AOX). Owing to the presence of also described.
LITERATURA
BARBER M. J., KAY C. J., 1996. Superoxide production pathogens, stress and developmental cues. Curr.
during reduction of molecular oxygen by assimi- Opin. Plant Biol. 4: 561 567.
latory nitrate reductase. Arch. Biochem. Biophys. BELIGNI M.V., LAMATTINA L., 1999a. Nitrate oxide inte-
326, 227 232. racts cytotoxic processes mediated by reactive
BARROSO J. B., CORPAS F. J., CARRERAS A., SANDALIO L. M., oxygen species in plant tissues. Planta 208, 337
VALDERRAMA R., PALMA J. M., LUPIÁGEZ J. A., del RÍO 344.
L.A., 1999. Localization of nitric oxide synthase in BELIGNI M. V., LAMATTINA L., 1999b. Is nitric oxide toxic
plant peroxisomes. J. Biol. Chem. 274, 36729 or protective? Trends Plant Sci. 4, 299 300.
36733. BELIGNI M. V., LAMATTINA L., 1999c. Nitrate oxide pro-
BARTOSZ G., 1995. Druga Twarz Tlenu. Wydawnictwo tects against cellular damage produced by methy-
Naukowe PWN, Warszawa. lviologen herbicides in potato plants. Nitricoxide:
BEERS E. P., MCDOWELL J. M., 2001. Regulation and exe- Biol. Biochem. 3, 199 208.
cution of programmed cell death in response to
352 AGNIESZKA GNIAZDOWSKA
BELIGNI M. V., LAMATTINA L., 2000. Nitric oxide stimula- involved in hormonal signaling. Science 302,
tes seed germination and de-etiolation, and inhi- 100 103.
bits hypocotyl elongation, three light-inducible re- HUANG X., von RAD U., DURNER J., 2002. Nitric oxide in-
sponses in plants. Planta 210, 215 221. duces transcriptional activation of the nitric oxi-
BELIGNI M. V., LAMATTINA L., 2001. Nitric oxide: a non de-tolerant alternative oxidase in Arabisopsis su-
traditional regulator of plant growth. Trends spension cells. Planta 215, 914 923.
Plant Sci. 6, 508 509. JIH P-J., CHEN Y-C., JENG S-T., 2003. Involvement of hy-
BELIGNI M. V., LAMATTINA L., 2002. Nitric oxide interfe- drogen peroxide and nitric oxide in expression of
res with photo-oxidative stress by detoxifying re- the ipomoelin gene from sweet potato. Plant Phy-
active oxygen species. Plant Cell Environ. 25, siol. 132, 381 389.
737 748. JONES A., 2000. Does the plant mitochondrion integra-
BETHKE P. C., BADGER M. R., JONES R., 2004. Apoplastic te cellular stress and regulate programmed cell de-
synthesis of nitric oxide by plant tissues. Plant Cell ath? Trends Plant Sci. 5, 225 230.
16, 332 341. KAISER W. M., HUBER S. C., 2001. Post-translational re-
CADENAS E., DAVIES K. J. A., 2000. Mitochondrial free ra- gulation of nitrate reductase: mechanism, physio-
dical generation, oxidative stress and aging. Free logical relevance and environmental triggers. J.
Rad. Biol. Med. 29, 222 230. Exp. Bot. 52, 1981 1989.
CHANDOK M. R., YTTERBERG A. J., van WIJK K. J., KLESSIG KOPYRA M., GWÓyDy E. A., 2003. Nitric oxide stimulates
D. F., 2003. The patogen-inducible nitric oxide seed germination and counteracts the inhibitory
synthase (iNOS) in plants is variant of the P prote- effect of heavy metals and salinity on root growth
in of the glycine dekarboxylase complex. Cell. 113, of Lupinus luteus. Plant Physiol. Biochem. 41,
469 482. 1011 1017.
CLARKE A., DESIKAN R., HURST R. D., HANCOCK J. T., NEIL S. LAMATTINA L., GARCIA-MATA C., GRAZIANO M., PAGNUSSAT
J., 2002. NO way back: nitric oxide and program- G., 2003. Nitric Oxide: the versality of an extensive
med cell death in Arabidopsis thaliana suspen- signal molecule. Annu. Rev. Plant. Biol. 54,
sion cultures. Plant J. 24, 667 677. 109 136.
CORPAS F. J., BARROSO J. B., del RiO L. A., 2001. Peroxiso- LESHEM Y. Y., WILLS R. B. H., KU V. V-V., 1998. Evidence
mes as a source of reactive oxygen species and ni- for function of the free radical gas nitric oxide
tric oxide signal molecules in plant cells. Trends (NO) as an endogenous maturation and sene-
Plant Sci. 6, 145 150. scence regulating factor in higher plants. Plant
CRAWFORD N. M., GLASS A. D. M., 1998. Molecular and Physiol. Biochem. 36, 825 833.
physiological aspects of nitrate uptake in plants. MACKENZIE S., MCINTOSH L., 1999. Higher plant mito-
Trends Plant Sci. 3, 381 395. chondria. Plant Cell 11, 571 585.
CUETO M., HERMANDEZ-PERERA O., MARTIN R., BENTURA M. MATKOWSKI A., 2002. Tlenek azotu u roślin. Post. Biol.
L., RODRIGO J., LAMAS S., GOLVANO M. P., 1996. Pre- Kom. 29, 613 626.
sence of nitric oxide synthase activity in roots and MAXWELL D. P., WANG Y. MCINTOSH L., 1999. The alter-
nodules of Lupinus albus. FEBS Lett. 398, native oxidase lowers mitochondrial reactive oxy-
159 164. gen production in plant cells. Proc. Natl. Acad. Sci.
DEAN J. V, HARPER J. E. 1988. The conversion of nitrogen USA 96, 8271 8276.
oxide(s) by the constitutive NAD(P)H- nitrate re- MILLAR A. H., DAY D. A., 1996. Nitric oxide inhibits the
ductase enzyme from soybean. Plant. Physiol. 88, cytochrome oxidase but not alternative oxidase of
389 395. plant mitochondria. FEBS Lett. 398, 155 158.
DeLLEDONNE M., MURGIaI., EDERLE D., SBICERO P. F., BION- MILLAR A. H., DAY D. A., 1997. Alternative solutions to
DANI A., POLVERARI A., LAMB C. 2002. Reactive oxy- radical problems. Trends Plant Sci. 2, 289 290.
gen intermediates modulate nitric oxide signa- MOROT-GAUDRY-TALARMAIN Y., ROCKEL P., MOUREAUX T.,
ling in plant hypersensitive disease-resistance re- QUILLERE I., LEYDECKER M. T., KAISER W. M.,
sponse. Plant Physiol. Biochem. 40, 605 610 MOROT-GAUDRY J. F., 2002. Nitrite accumulation
DURNER J. KLESSIG D. F., 1999. Nitric oxide as a signal in and nitric oxide emission in relation to cellular si-
plants. Curr. Opinion Plant Biol. 2, 369 374. gnaling in nitrite reductase antisense tabacco.
DURNER J., WeNDEHENNE D., KLESSIG D. F. 1998. Defence Planta 215, 708 715.
gene induction in tabacco by nitric oxide, cyclic NATHAN C., XIE Q-W., 1994. Nitric oxide synthetases: ro-
GMP, and cyclic ADP-ribose. Proc. Natl. Acad. Sci. les, tools and controls. Cell 78, 915 918.
USA 95, 10328 10333. NAVARRE D. A. WENDEHENNE D., DURNER J., NOAD R., KLES-
GARCIA-MATA C., LAMATTINA L., 2001. Nitric oxide indu- SIG D. F., 2000. Nitric oxide modulates the activity
ces stomatal closure and enhances the adaptive of tabacco aconitase. Plant Physiol. 122, 573 582.
plant responces against drought stress. Plant Phy- NEILL S. J., DESIKAN R., CLARKE A., HANCOCK J. T., 2002a.
siol. 126, 1196 1204. Nitric oxide is a novel component of abscisic acid
GOULD K. S., LAMOTTE O., KLINGUER A., PUGIN A., WENDE- signaling stomatal quard cells. Plant. Physiol. 128,
HENNE D., 2003. Nitric oxide production in tabacco 13 16.
leaf cells: a generalized stress response? Plant, Cell NEILL S. J., DESIKAN R., CLARKE A., HURST R. D., HANCOCK J.
Environ. 26, 1851 1862. T., 2002b. Hydrogen peroxide and nitric oxide as
GUO F-Q., OKAMOTO M., CRAWFORD N. M., 2003. Identifi- signaling molecules in plants. J. Exp. Bot. 53,
cation of plant nitric oxide synthase gene 1237 1247.
Rola tlenku azotu w metabolizmie komórki roślinnej 353
PAGNUSSAT G. C., SIMONTACCHI M., PANTARULO S., LAMATTI- bioavailable free nitric oxide in leaves. J. Biol.
NA L., 2002. Nitric oxide is required for root orga- Chem. 279, 24100 24107.
nogenesis. Plant Physiol. 129, 954 956. VANLERBERGHE G. C., MCINTOSH L., 1996. Signals regula-
PEDROSO M. C., MAGALHAES J. R., DURZAN D., 2000a. Ni- ting the expression of the nuclear gene encoding
tric oxide induces cell death in Taxus cells. Plant alternative oxidase of plant mitochondria. Plant
Sci. 157, 173 180. Physiol. 111, 589 595.
PEDROSO M. C., MAGELHAES J. R., DURZAN D., 2000b. Ani- WENDEHENNE D., PUGIN A., KLESSIG D. F., DURNER J., 2001.
tric oxide burst precedes apoptosis in angiosperm Nitric oxide: comparative synthesis and signaling
and gymnosperm callus cells and foliar tissues. J. in animal and plant cells. Trends Plant Sci. 6,
Exp. Bot. 51, 1027 1036. 177 183.
RIBEIRO Jr. E. A., CUNHA F. Q., TAMASHIRO W. M. S. C., MAR- WILLS R. B. H., KU V. V-V., LESHEM Y. Y., 2000. Fumiga-
TINS I. S., 1999. Growth phase-dependent subcellu- tion with nitric oxide to extend the postharvest life
lar localization of nitric oxide synthase in maize of strawberries. Postharvest Biol. Tech. 18, 75 79.
cells. FEBS Lett. 445, 283 286. WINK D. A., HANBAUER I., KRISHNA M. C., DE GRAFF W.,
ROCKEL P., STRUBE F., ROCKEL A., WILDT J., KAISER W. M., GAMSON J., MITCHEL J. B., 1993. Nitric oxide protects
2002. Regulation of nitric oxide (NO) production against cellular damage and cytotoxicity from re-
by plant nitrate reductase in vivo and in vitro. J. active oxygen species. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90,
Exp. Bot. 53, 103 110. 9813 9817.
SHIVA S., BrOOKES P. S., PATEL R. P., AnDERSON P. G., WOJTASZEK P., 2000. Nitric oxide in plants. To No or not
DARLEy-USMAR V. M., 2001. Nitric oxide partitio- to NO. Phytochemistry 54, 1 4.
ning into mitochondrial membranes and the con- YAMASAKI H., 2000. Nitric oxide produced by nitrate re-
trol of respiration at cytochrome c oxidase. Proc. ductase: Implications for involvement of active
Natl. Acad. Sci. USA 98, 7212 7217. nitrogen species in photoinhibition in vivo. Phil.
STÖHR C., STRUBE F., MARX G., ULLRICH W. R., ROCKEL P., Trans. R. Soc. Lond. B 355, 1477 1488.
2001. A plasma membrane-bound enzyme of ta- YAMASAKI H., SAKIHAMA Y., 2000. Simultaneous produc-
bacco roots catalyses the formation of nitric oxide tion of nitric oxide and peroxynitrite by plant ni-
from nitrite. Planta 212, 835 841. trate reductase: In vivo evidence for NR-depen-
STÖHR C., ULLRICH W. R., 2002. Generation and possible dent formation of active nitrogen species. FEBS
roles of NO in plant roots and their apoplastic spa- Lett. 468, 89 92.
ce. J. Exp. Bot. 53, 2293 2303. YAMASAKI H., SAKIHAMA Y., TAKAHASHI S. 1999. An alter-
TAKAHASHI S., YAMASAKI H., 2002. Reversible inhibition native pathway for nitric oxide production in
of photophosphorylation in chloroplast by nitric plants: New featured of an old enzyme. Trends
oxide. FEBS Lett. 512, 145 148. Plant Sci. 4, 128 129.
UCHIDA A., JAGENDORF A. T., HIBINO T., TAKABE T., TAKABE YAMASAKI H., SHIMOJI H., OSHIHIRO Y., SAKIHAMA Y., 2001.
T., 2002. Effects of hydrogen peroxide and nitric Inhibitory effects of nitric oxide on oxidative pho-
oxide on both salt and heat stress tolerance in rice. sphorylation in plant mitochondria. Nitric Oxide:
Plant Sci. 163: 515 523. Biol. Chem. 5, 261 270.
VANIN A. F., SVISTUNENKO D. A., MIKOYAN V. D., SEREZHEN- ZOTTINI M., FORMENTIN E., SCATOLIN M., CARIMI F., LO
KOV V. A., FRYER M. J., BAKER N. R., COOPER C. E., SCHIAVO F., TERZI M., 2002. Nitric oxide affects
2004. Endogenous superoxide production and the plant mitochondrial functionality in vivo. FEBS
nitrite/nitrate ratio control the concentration of Lett. 515, 75 78.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
tlenek azotuTlenek azotu0121 Tlenek azotuMetabolizm azotu(1)Biologia komórkowa, genetyka, metabolizm M Trego 2010metabolomika07 Komórki abortowanych dzieci w PepsiTlenek chromu III karta charakterystyki02 Jądro komórkowe w interfazie Cykl komórkowyintegracja metabolizmuEnM Biologia komórkiBudowa komórki(1)Biochemia metabolitów wtórnych Kolokwium 2Uszkodzenie i smierc komorkiKomórki macierzyste tkanek zęba i możliwości odtwarzania struktur zębawięcej podobnych podstron