Guaiacol Peroksidaz (GPX; EC 1.11.1.7), hidrojen peroksiti (H₂O₂) çeşitli fenolik bileşiklerle (özellikle guaiacol) reaksiyona sokarak suya ve oksitlenmiş ürünlere dönüştüren bir hem-protein (Fe³⁺ içeren) antioksidan enzimdir.
Bu enzim, bitkilerde hem oksidatif stres kontrolünde hem de lignin sentezinde kritik bir rol oynar.
| Özellik |
Açıklama |
| Enzim sınıfı |
Oksidoredüktaz (Peroksidaz) |
| Substrat |
Guaiacol, p-krezol, fenolik bileşikler |
| Kofaktör |
Heme (Fe³⁺) |
| Optimal pH |
6.0 – 7.0 |
| Lokalizasyon |
Hücre duvarı, vakuol, apoplast |
| İndüklenme |
ROS artışı, kuraklık, etilen, jasmonat |
Biyosentezi ve Etkileşimleri
| Aşama |
Süreç |
Etkileştiği Faktörler |
| Gen ekspresyonu |
POD, PRX gen ailesi tarafından kodlanır |
Jasmonat (JA), Etilen (ET), Salisilik asit (SA) |
| Aktivasyon |
ROS artışıyla birlikte hızlı şekilde artar |
SOD, CAT, APX, PAL |
| Koordinasyon |
H₂O₂ yıkımında CAT ve APX ile birlikte çalışır |
Sinerjik antioksidan zincir |
| Lignin sentezi |
Fenolik polimerizasyonunu katalizler |
Hücre duvar sertleşmesi ve savunma artışı |
Bitkideki Fizyolojik Rolleri
| Süreç |
GPX’in Rolü |
Tarımsal Önemi |
| Oksidatif stres kontrolü |
H₂O₂’yi fenolik bileşiklerle yok eder |
Kuraklık ve sıcaklık toleransı ↑ |
| Lignin sentezi |
Hücre duvarını kalınlaştırır |
Savunma ve mekanik dayanıklılık ↑ |
| Hormon sinyalleşmesi |
Etilen ve jasmonat etkisiyle aktive olur |
Savunma sistemini tetikler |
| Savunma mekanizması |
Fitoaleksin üretimi ve patojen bariyeri oluşturur |
Fungal direnç ↑ |
| Yaralanma ve kallus oluşumu |
Fenolik polimerizasyonu destekler |
Onarım hızlanır |
| Senesens (yaşlanma) |
ROS birikimini kontrol eder |
Yaprak dökümü gecikir |
Antepfıstığında Özel Rolü
| Dönem |
GPX Aktivitesi |
Etkisi |
| İlkbahar (Mart–Nisan) |
Orta düzey |
Yeni sürgünlerde lignin sentezi başlar |
| Yaz (Haziran–Ağustos) |
Yüksek |
Kuraklık ve sıcaklığa karşı savunma maksimum |
| Olgunlaşma (Eylül) |
Yüksek |
Koz kabuğu sertleşmesi ve renk stabilitesi |
| Boş yıl (alternans) |
Düşük |
Doku zayıflığı, savunma azlığı |
| Depolama |
Orta düzey |
Oksidatif bozulmayı yavaşlatır |
Aktiviteyi Etkileyen Faktörler
| Faktör |
Etki Mekanizması |
Sonuç |
| Etilen |
Savunma ve lignifikasyonu uyarır |
GPX genleri aktive olur |
| Jasmonat (JA) |
Yaralanma sonrası indüklenme |
Fitoaleksin sentezi ↑ |
| Salisilik asit (SA) |
Patojen sinyaliyle aktive olur |
Fungal savunma ↑ |
| Kuraklık / Sıcaklık |
ROS artışıyla aktivite artar |
Stres dayanıklılığı ↑ |
| Kalsiyum (Ca²⁺) |
Enzim stabilizasyonu |
Yapısal koruma ↑ |
| Silisyum (Si) |
GPX + PAL + POD sistemini birlikte uyarır |
Hücre duvarı güçlenir |
| Ağır metaller (Fe, Cu) |
Aşırı birikimde inhibisyon |
Toksisite riski ↑ |
Eksiklik ve Fazlalık Belirtileri
| Durum |
Belirti |
Etki |
| Düşük aktivite |
Hücre duvar zayıflığı, fungal enfeksiyon |
Savunma kapasitesi ↓ |
| Aşırı aktivite |
Fazla lignifikasyon, hücre esnekliği azalır |
Koz kabuğu sertleşmesi ↑ |
| Optimal aktivite |
Dengeli savunma ve doku dayanıklılığı |
Sağlıklı büyüme ve kalite ↑ |
Antepfıstığında Uygulama Alanları
| Uygulama |
Amaç |
Etki |
| Salisilik asit (50–150 ppm) |
Savunma enzimlerini aktive etmek |
Fungal hastalıklara karşı koruma ↑ |
| Silisyum + Kalsiyum |
Hücre duvar sertliği artırmak |
GPX ve POD aktivitesi ↑ |
| Biyostimülantlar (yosun, humik asit) |
Antioksidan genlerini uyarmak |
ROS dengesi sağlanır |
| Antietilen (1-MCP, AVG) |
Fazla olgunluğu baskılamak |
GPX dengesi korunur |
| Ethephon |
Lignin sentezini artırmak |
Koz sertliği ve kabuk koruması ↑ |
Diğer Enzimlerle Karşılaştırmalı Rolü
| Enzim |
Görev |
GPX ile İlişkisi |
| CAT (Katalaz) |
H₂O₂ → H₂O + O₂ dönüşümü |
GPX ile paralel çalışır, CAT yüksek H₂O₂ seviyesinde aktiftir |
| APX (Askorbik Peroksidaz) |
Askorbik asit ile H₂O₂ yıkımı |
GPX fenolik bileşiklerle çalışır |
| PAL |
Fenolik bileşik üretimi |
GPX bu bileşikleri lignin sentezinde kullanır |
| PPO (Polifenol Oksidaz) |
Fenolik oksidasyon |
GPX ile ardışık savunma reaksiyonu |
| β-1,3-Glukanaz / Kitinaz |
Patojen hücre duvarı yıkımı |
GPX savunma bariyerini kalınlaştırır |
Araştırma Bulguları (Antepfıstığı ve Benzer Türler)
| Çalışma |
Bulgular |
Yorum |
| Harran Üniv. (2021) |
Kuraklıkta GPX aktivitesi 2,5 kat artmıştır |
Sıcaklık stresine karşı koruma |
| Siirt TARMAK (2020) |
Silisyum uygulaması GPX ve POD aktivitesini %70 artırmıştır |
Hücre duvarı stabilizasyonu |
| Atatürk Bahçe Kültürleri (2022) |
Ethephon ile GPX artmış, 1-MCP ile dengelenmiştir |
Kontrollü olgunlaşma |
| Gaziantep Üniv. (2023) |
Fungal inokulasyon sonrası GPX aktivitesi 3 kat artmıştır |
Direnç mekanizması etkinleşmiştir |
Aktiviteyi Artıran / Baskılayan Faktörler
| Etken |
Etki |
Tarımsal Sonuç |
| Etilen, Jasmonat, SA |
Aktivite ↑ |
Savunma ve lignifikasyon ↑ |
| Silisyum, Kalsiyum |
Aktivite ↑ |
Hücre dayanıklılığı ↑ |
| Aşırı Azotlu Gübreleme |
Aktivite ↓ |
Savunma zayıflar |
| Antietilen (AVG, 1-MCP) |
Aktivite ↓ |
Olgunluk dengelenir |
| Kuraklık ve sıcaklık stresi |
Aktivite ↑ |
ROS kontrolü ↑ |
Sonuç ve Teknik Değerlendirme
-Guaiacol Peroksidaz (GPX), antepfıstığında fenolik bileşiklerle H₂O₂’nin detoksifikasyonunu sağlayan temel savunma enzimidir.
-PAL–GPX–POD zinciri, hem savunma hem de hücre duvar güçlenmesinde görev alır.
-Etilen, jasmonat ve salisilik asit uygulamaları bu enzimi uyarırken, silisyum + kalsiyum destekleri enzim stabilitesini artırır.
-Dengeli GPX aktivitesi, antepfıstığında koz kabuk sertliği, mantar dayanıklılığı ve uzun depolama ömrü açısından belirleyici öneme sahiptir.
