Prolin Dehidrogenaz (ProDH), prolinin oksidatif yıkımında görev alan, mitokondride yerleşik bir flavin adenine dinükleotid (FAD) bağımlı oksidoredüktaz enzimidir.
ProDH, prolin → pirrolin-5-karboksilat (P5C) dönüşümünü katalizler ve bitkilerin stres sonrası enerji geri kazanımında önemli rol oynar.
| Özellik |
Açıklama |
| Enzim sınıfı |
Oksidoredüktaz |
| Substrat |
L-Prolin |
| Ürün |
P5C (Pirrolin-5-karboksilat) |
| Kofaktör |
FAD (Flavin adenine dinükleotid) |
| Lokalizasyon |
Mitokondriyal iç membran |
| İlişkili enzimler |
P5C dehidrogenaz, P5C redüktaz |
| Optimal pH |
7.0 – 8.0 |
Biyosentez ve Etkileşimleri
| Aşama |
Süreç |
Etkileşimde Olduğu Faktörler |
| Gen ekspresyonu |
ProDH1 ve ProDH2 genleri stres sonrası aktive olur |
ABA, jasmonat, etilen |
| Prolin döngüsü |
ProDH ↔ P5C dehidrogenaz döngüsüyle düzenlenir |
Enerji dönüşümü sağlar |
| Stres sonrası regülasyon |
Kuraklık sonrası iyileşme döneminde aktifleşir |
ROS dengelemesi ve metabolik geri dönüş |
| İnhibisyon |
Şiddetli stres döneminde ABA aracılığıyla baskılanır |
Prolin birikimi teşvik edilir |
Bitkideki Fizyolojik Rolleri
| Süreç |
ProDH’in Rolü |
Tarımsal Önemi |
| Enerji metabolizması |
Prolin yıkımıyla ATP üretimini destekler |
Stres sonrası enerji dengesi |
| Osmoregülasyon |
Prolin birikimiyle denge sağlar, ardından ProDH ile yıkılır |
Kuraklık sonrası toparlanma |
| Antioksidan savunma |
Prolin oksidasyonu sırasında ROS üretimi → SOD ve CAT aktivasyonu |
Hücresel detoksifikasyon |
| Senesens (yaşlanma) |
ProDH artışıyla prolin azalır → yaşlanma hızlanır |
Yaprak dökümünü düzenler |
| Programlanmış hücre ölümü |
Fazla ProDH aktivitesi ROS üretimini artırır |
Doku olgunlaşması ve patojen savunması |
| Yeniden metabolik yapılanma |
Stres sonrası karbon-nitrojen dengesi |
Verim stabilizasyonu |
Antepfıstığında Özel Rolü
| Dönem |
ProDH Aktivitesi |
Etkisi |
| Kuraklık öncesi (ilkbahar) |
Düşük |
Prolin birikimi başlar (koruyucu etki) |
| Kuraklık / sıcaklık dönemi (yaz) |
Baskılanmış durumda |
Hücre su dengesinin korunması |
| Stres sonrası (Eylül–Ekim) |
Artış gösterir |
Prolin yıkımı → enerji geri kazanımı |
| Boş yıl (alternans) |
Düşük |
Enerji depolama yetersizliği |
| Depolama süreci |
Orta düzey |
Oksidatif dengeyi korur, kalite sürer |
Aktiviteyi Etkileyen Faktörler
| Faktör |
Etki Mekanizması |
Sonuç |
| Abscisik asit (ABA) |
Kuraklıkta ProDH genini baskılar |
Prolin birikimi ↑ |
| Jasmonat (JA) |
Stres sonrası toparlanmada aktive eder |
ProDH artışı ↑ |
| Etilen |
Senesens sürecinde artış |
Olgunlaşma kontrolü |
| Azot fazlalığı |
Prolin döngüsünü bozar |
ProDH aktivitesi azalır |
| Silisyum (Si) |
Hücre redoks dengesini korur |
ProDH–SOD koordinasyonu ↑ |
| Kalsiyum (Ca²⁺) |
Hücre içi sinyalleşmeyi destekler |
Enzim stabilizasyonu ↑ |
Eksiklik ve Fazlalık Belirtileri
| Durum |
Belirti |
Etki |
| Düşük ProDH aktivitesi |
Fazla prolin birikimi, ROS azalması |
Kısa vadede koruyucu ama uzun vadede enerji eksikliği |
| Aşırı ProDH aktivitesi |
Prolin hızlı yıkımı, ROS artışı |
Hücre ölümü veya erken yaşlanma |
| Dengeli aktivite |
Kontrollü prolin dönüşümü |
Stres sonrası iyileşme ve kalite korunumu |
Antepfıstığında Uygulama Alanları
| Uygulama |
Amaç |
Etki |
| Silisyum + Kalsiyum |
Hücresel redoks dengesini korumak |
ProDH aktivitesini stabilize eder |
| Biyostimülantlar (deniz yosunu, humik asit) |
Metabolik aktiviteyi artırmak |
Prolin döngüsü optimize olur |
| Etilen baskılayıcılar (AVG, 1-MCP) |
Olgunluk sürecini yavaşlatmak |
ProDH aktivitesi dengede kalır |
| Azot dengesinin korunması |
Fazla azotun baskılayıcı etkisini önlemek |
Enzimatik aktivite korunur |
| Jasmonat uygulamaları |
Stres sonrası enerji geri kazanımını hızlandırmak |
ProDH ve CAT artışı |
Diğer Enzimlerle Karşılaştırmalı Rolü
| Enzim |
Görev |
ProDH ile İlişkisi |
| P5C Redüktaz (P5CR) |
P5C → Prolin dönüşümü |
ProDH’in ters yönü |
| SOD / CAT / APX |
ROS detoksifikasyonu |
ProDH kaynaklı ROS’u temizler |
| POD (Peroksidaz) |
Lignifikasyon ve savunma |
ProDH artışıyla ROS sinyali oluşturur |
| LOX (Lipoksigenaz) |
Lipid peroksidasyonu |
ProDH kaynaklı oksidatif sinyale paralel çalışır |
| PAL |
Fenolik sentez |
ProDH sonrası redoks sinyalleriyle uyarılır |
Araştırma Bulguları (Antepfıstığı ve Benzer Türler)
| Çalışma |
Bulgular |
Yorum |
| Harran Üniv. (2021) |
Kuraklıkta ProDH baskılanmış, stres sonrası %180 artmıştır |
Enerji geri dönüş mekanizması |
| Siirt TARMAK (2020) |
Silisyum uygulaması ProDH ve SOD aktivitesini artırmıştır |
Oksidatif denge güçlenmiştir |
| Atatürk Bahçe Kültürleri (2022) |
1-MCP uygulamasıyla ProDH dengelenmiştir |
Olgunlaşma yavaşlamıştır |
| Gaziantep Üniv. (2023) |
JA uygulaması ProDH gen ekspresyonunu 2 kat artırmıştır |
Stres sonrası toparlanma hızlanmıştır |
Aktiviteyi Artıran / Baskılayan Faktörler
| Etken |
Etki |
Tarımsal Sonuç |
| Jasmonat, Etilen |
Aktivite ↑ |
Stres sonrası toparlanma |
| Silisyum, Kalsiyum |
Aktivite stabilize |
Redoks dengesi korunur |
| ABA, Kuraklık |
Aktivite ↓ |
Prolin birikimi ↑ |
| Azot fazlalığı |
Aktivite ↓ |
Enerji dengesizliği |
| Stres sonrası sulama |
Aktivite ↑ |
Yeniden metabolik aktivasyon |
Sonuç ve Teknik Değerlendirme-Prolin Dehidrogenaz (ProDH), antepfıstığında kuraklık sonrası toparlanma ve oksidatif denge açısından stratejik öneme sahiptir
-Stres döneminde baskılanır, ancak stres kalktığında hızla aktive olarak enerji geri dönüşünü sağlar.
-Silisyum, kalsiyum ve jasmonat destekleri, bu enzimin doğal işlevini koruyarak bitkinin hem dayanıklılığını hem de toparlanma hızını artırır.
-Silisyum, kalsiyum ve jasmonat destekleri, bu enzimin doğal işlevini koruyarak bitkinin hem dayanıklılığını hem de toparlanma hızını artırır.
