L’omeostasi del glutatione nelle cellule vegetali dipende dall’interazione di numerosi processi quali la sintesi, la degradazione, il trasporto e la coniugazione. La degradazione del glutatione ad opera dell’enzima gamma-glutamil trasferasi/traspeptidasi (GGT) è poco conosciuta nelle piante, mentre è ben documentata nei mammiferi, dove si ritiene abbia un ruolo chiave nel bilancio dello stato redox cellulare e nel recupero di glutatione dallo spazio extracellulare. Dall’analisi delle sequenze note di GGT vegetali, si osserva una sostanziale similarità con GGT di altri organismi. In particolare per quanto riguarda la presenza di residui aminoacidici necessari per il legame col substrato e per l’attività catalitica, per i siti di glicosilazione e di taglio e per i presunti domini trasmembrana all’estremità N-terminale. Attraverso una procedura enzimo-istochimica abbiamo localizzato l’attività GGTasica in differenti tessuti provenienti da diverse specie vegetali. I risultati mostrano che l’attività è localizzata prevalentemente nelle cellule parenchimatiche dei tessuti di conduzione strettamente associate ai fasci vascolari. Attività GGTasica è stata evidenziata anche negli stomi e nelle cellule dell’epidermide. In foglie di mais, la localizzazione dei trascritti, rivelata attraverso ibridazione in situ, si correlava con la distribuzione dell’attività della proteina. Il ruolo della GGT nel metabolismo vegetale è ancora sconosciuto, tuttavia la localizzazione istochimica dell’attività suggerisce un coinvolgimento di questo enzima nella redistribuzione del glutatione negli organi e nei tessuti vegetali. L’attività GGTasica promuove la rimozione dell’unità gamma-glutamilica, ma si può ipotizzare che svolga importanti funzioni fisiologiche che vanno oltre la semplice degradazione del glutatione. Summary Glutathione homeostasis in plant cells results from a number of interacting processes of synthesis, degradation, transport and conjugation. Glutathione degradation by means of gamma-glutamyl transferase/transpeptidase (GGT) activity is little known in plants, but well described in mammals, where it is thought to have a key role in cell redox balance and glutathione salvage from the extracellular space. By means of an enzyme-hystochemical procedure, we have localized GGT activity in different tissues from different plant species. Our results show that GGT activity is mainly localized in the parenchyma cells of conductive tissues that are closely associated with vascular bundles, but also in stomata and epidermal cells. In maize leaves, GGT transcripts localization as revealed by in situ hybridization, correlates with the distribution of GGT activity. Hystochemical localization of GGT activity suggests that this enzyme may be involved in GSH redistribution in plant organs and tissues.

Presenza e localizzazione dell'enzima gamma-glutamil-trasferasi

TRENTIN, ANNA RITA;MASI, ANTONIO
2003

Abstract

L’omeostasi del glutatione nelle cellule vegetali dipende dall’interazione di numerosi processi quali la sintesi, la degradazione, il trasporto e la coniugazione. La degradazione del glutatione ad opera dell’enzima gamma-glutamil trasferasi/traspeptidasi (GGT) è poco conosciuta nelle piante, mentre è ben documentata nei mammiferi, dove si ritiene abbia un ruolo chiave nel bilancio dello stato redox cellulare e nel recupero di glutatione dallo spazio extracellulare. Dall’analisi delle sequenze note di GGT vegetali, si osserva una sostanziale similarità con GGT di altri organismi. In particolare per quanto riguarda la presenza di residui aminoacidici necessari per il legame col substrato e per l’attività catalitica, per i siti di glicosilazione e di taglio e per i presunti domini trasmembrana all’estremità N-terminale. Attraverso una procedura enzimo-istochimica abbiamo localizzato l’attività GGTasica in differenti tessuti provenienti da diverse specie vegetali. I risultati mostrano che l’attività è localizzata prevalentemente nelle cellule parenchimatiche dei tessuti di conduzione strettamente associate ai fasci vascolari. Attività GGTasica è stata evidenziata anche negli stomi e nelle cellule dell’epidermide. In foglie di mais, la localizzazione dei trascritti, rivelata attraverso ibridazione in situ, si correlava con la distribuzione dell’attività della proteina. Il ruolo della GGT nel metabolismo vegetale è ancora sconosciuto, tuttavia la localizzazione istochimica dell’attività suggerisce un coinvolgimento di questo enzima nella redistribuzione del glutatione negli organi e nei tessuti vegetali. L’attività GGTasica promuove la rimozione dell’unità gamma-glutamilica, ma si può ipotizzare che svolga importanti funzioni fisiologiche che vanno oltre la semplice degradazione del glutatione. Summary Glutathione homeostasis in plant cells results from a number of interacting processes of synthesis, degradation, transport and conjugation. Glutathione degradation by means of gamma-glutamyl transferase/transpeptidase (GGT) activity is little known in plants, but well described in mammals, where it is thought to have a key role in cell redox balance and glutathione salvage from the extracellular space. By means of an enzyme-hystochemical procedure, we have localized GGT activity in different tissues from different plant species. Our results show that GGT activity is mainly localized in the parenchyma cells of conductive tissues that are closely associated with vascular bundles, but also in stomata and epidermal cells. In maize leaves, GGT transcripts localization as revealed by in situ hybridization, correlates with the distribution of GGT activity. Hystochemical localization of GGT activity suggests that this enzyme may be involved in GSH redistribution in plant organs and tissues.
XXI Convegno Nazionale della Società Italiana di Chimica Agraria
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