1. Enzymatiska antioxidanter: Växter producerar olika antioxidantenzymer som direkt avlägsnar reaktiva syrearter (ROS) eller deltar i deras avgiftning. Dessa enzymer inkluderar:
- Superoxiddismutas (SOD): SOD omvandlar superoxidradikaler (O2•-) till väteperoxid (H2O2) och syre.
- Katalas (CAT): CAT bryter ner H2O2 till vatten och syre.
- Askorbatperoxidas (APX): APX minskar H2O2 och lipidhydroperoxider med askorbat (vitamin C) som elektrondonator.
- Guaiakolperoxidas (GPX): GPX reducerar H2O2 och organiska hydroperoxider genom att använda reducerat glutation (GSH) som elektrondonator.
- Glutationreduktas (GR): GR regenererar GSH från dess oxiderade form (GSSG) med NADPH som elektrondonator.
2. Icke-enzymatiska antioxidanter: Växter ackumulerar också en rad icke-enzymatiska antioxidanter som direkt reagerar med och neutraliserar ROS. Dessa inkluderar:
- Karotenoider: Karotenoider är fotosyntetiska pigment som avlägsnar singletsyre (1O2) och andra ROS.
- Askorbat (vitamin C): Askorbat är en vattenlöslig antioxidant som minskar H2O2, lipidhydroperoxider och andra ROS.
- Glutation (GSH): GSH är en tripeptid som deltar i olika avgiftningsreaktioner och direkt tar bort ROS.
- Flavonoider: Flavonoider är växtpigment som tar bort ROS och stabiliserar även cellmembran.
- Tokoferoler (vitamin E): Tokoferoler är lipidlösliga antioxidanter som skyddar cellmembranen från lipidperoxidation.
3. ROS-rensande metaboliter: Vissa växtmetaboliter kan direkt ta bort ROS eller förbättra enzymers antioxidantaktivitet. Dessa inkluderar:
- Polyaminer: Polyaminer, såsom putrescin, spermidin och spermin, kan ta bort ROS och stabilisera membran.
- Proline: Prolin är en aminosyra som kan rensa ROS och skydda proteiner och enzymer från oxidativ skada.
- Glycinbetain: Glycinbetain är ett kompatibelt löst ämne som kan avlägsna ROS och upprätthålla cellulär homeostas under stressförhållanden.
4. Membranskydd: Växter förstärker sina cellulära membran för att förhindra lipidperoxidation och bibehålla membranintegriteten. Detta uppnås genom att öka nivåerna av membranbundna antioxidanter, såsom tokoferoler och karotenoider, och genom att förbättra reparationsmekanismerna för skadade membran.
5. Stressresponsivt genuttryck: Växter svarar på oxidativ stress genom att aktivera stresskänsliga gener som kodar för antioxidantenzymer, avgiftande proteiner och andra skyddande molekyler. Denna transkriptionella omprogrammering hjälper växter att vänja sig vid och tolerera oxidativ stress.
6. Redoxsignalering: ROS fungerar också som signalmolekyler i växter, utlöser cellulära svar och acklimatiseringsmekanismer. Låga nivåer av ROS kan inducera uttrycket av antioxidantgener och förbättra stresstoleransen. Däremot kan överdriven ROS leda till oxidativ skada och programmerad celldöd.
Sammantaget använder växter ett mångfacetterat antioxidantsystem som integrerar enzymatiska och icke-enzymatiska mekanismer för att skydda mot oxidativ stress. Detta system är avgörande för att upprätthålla cellulär redoxhomeostas och säkerställa växternas överlevnad och tillväxt under olika miljöutmaningar.
