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過氧化氫酶（catalase，CAT）普遍存在于植物組織中，是重要的保護酶之一，其作用是清除代謝中產生的H2O2，以避免H2O2積累對細胞的氧化破壞作用，因而其活性的高低與植物的抗逆性有關。
CAT參與的脅迫反應 在植物遭受生物和理化因子傷害時,膜上受體接受并傳遞脅迫信號,引發質膜和細胞器的氧化猝發,產生ROS,ROS在傳遞和放大信號過程中會改變離子的分布和啟動核基因的表達,從而使植物耐受各種脅迫。同時CAT通過清除作用使ROS保持一定的濃度范圍,CAT的這種保護機制,也體現在植物的各種抗逆反應中。 1.1 參與抗病反應 近年來的研究發現CAT參與了植物的抗病反應,例如在CAT基因缺失的煙草中, H2O2含量升高 ,并產生類似于凋亡的細胞死亡,植物的抗病因子水楊酸 (SA) 則能夠抑 制CAT的活性,產生過多的ROS,從而引起系統性防衛反應,或者在植物受到病原微生物侵染的氧化迸發初期階段,CAT分解H2O2,生成氧分子,觸發了苯甲酸生成SA,導致SAR反應發生,如轉玉米CAT2基因的煙草引起更為嚴重的超敏反應,從而有效地控制細菌感染。
作用機制 不同的非生物脅迫可以激發相似的信號途徑。H2O2、NO和ABA都能夠誘導氣孔關閉, 并且ABA誘導NO的產生和氣孔的關閉依賴于H2O2的生成,通過激光共聚焦掃描顯微鏡觀察蠶豆氣孔開度的大小時 ,也發現外施CAT可抑 制ABA誘導保衛細胞NO的產生;利用同樣的技術,發現定位在人參不定根中的NO能夠減緩銅離子對植物造成的傷害 ,其機制可能也是隨著H2O2的增加,啟動了CAT等抗氧化酶活性。
在分析玉米的過氧化氫酶基因 CA T1～ CA T3的啟動子結構時發現 ,其上都有許多與信號轉導有關的轉錄因子的結合位點, 如 NF2kB、ARE、AP21和ABRE。由此提出玉米施用外源植物激素ABA或者受到滲透脅迫時的可能信號傳導途徑,這些外界因素會誘導ROS分子的產生,z終激活轉錄因子ARE、ABRE22、CBF1和CBF2,從而導致了抗氧化基因Cat1的表達來平衡H2O2的含量。但脅迫作用機制會隨環境中脅迫因子的不同而存在著交叉和分歧,從而構成了復雜的信號網絡(圖 1)。CAT可能是這些途徑中關鍵調控蛋白之一,對它和與之相關蛋白的研究有助于全 面了解H2O2作為第 二信使的作用機制。
測定原理： H2O2 在 240nm 下有特征吸收峰，CAT 能夠分解H2O2，使反應溶液240nm 下的吸光度隨反應時間而下降， 根據吸光度的變化率可計算出CAT 活性。
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