Bilgi Bankası

Katalaz (CAT)

Katalaz (CAT), aspir (Carthamus tinctorius L.) bitkisinde reaktif oksijen türlerinin (ROS) etkisiz hale getirilmesinde görev alan başlıca antioksidan enzimlerden biridir.
Süperoksit dismutaz (SOD) tarafından üretilen hidrojen peroksit (H₂O₂)’yi su (H₂O) ve oksijene (O₂) parçalayarak hücreleri oksidatif zararlardan korur.
CAT, özellikle stres koşullarında (kuraklık, tuzluluk, yüksek sıcaklık) aspir bitkisinin dayanıklılığını artıran en önemli savunma enzimlerinden biridir.

Kimyasal Özellikleri ve Reaksiyonu

Özellik Açıklama
Tam adı Katalaz (EC 1.11.1.6)
Reaksiyon Denklemi 2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂
Cofaktör Hem (Fe³⁺) grubu
Yerleşim yeri Peroksizom, mitokondri, kloroplast
Optimum pH 7.0 – 7.5
Optimum sıcaklık 25–35 °C

Aspir Bitkisinde CAT Enziminin Fizyolojik Rolleri
Süreç / Görev CAT’ın Rolü Açıklama
Antioksidan Savunma H₂O₂’yi suya ve oksijene dönüştürür Hücre zarlarını oksidatif hasardan korur.
Fotosentez ve Solunum Işık stresinde H₂O₂ birikimini engeller Fotosistem II hasarını önler.
Stres Toleransı (Kuraklık, Tuzluluk) ROS birikimini sınırlar Bitki dokularında oksidatif dengenin korunmasını sağlar.
Yaşlanma ve Yaprak Ömrü Oksidatif bozulmayı azaltır Hücre yaşlanmasını geciktirir.
Hormon ve Sinyal Dengesi Etilen, jasmonat ve salisilik asit etkileşiminde rol oynar Stres sinyallerinin düzenlenmesine katkı sağlar.

Aspirde CAT Aktivitesini Etkileyen Faktörler

  • Işık ve Sıcaklık: Yüksek ışık ve sıcaklık koşullarında CAT aktivitesi artar.

  • Stres Faktörleri: Kuraklık, tuzluluk, ağır metal birikimi ve UV ışını, CAT gen ekspresyonunu uyarır.

  • Besin Elementleri: Demir (Fe) ve Magnezyum (Mg) eksiklikleri aktiviteyi azaltır.

  • Bitki Yaşı: Genç yapraklarda aktivite daha yüksek; yaşlı dokularda düşer.

  • Antioksidan Uygulamalar: Jasmonat, Brassinosteroid ve Salisilik Asit uygulamaları CAT aktivitesini artırabilir.

SOD–CAT–APX Enzim Zincirindeki Rolü

Enzim Görev İlişki
SOD O₂⁻· → H₂O₂ Süperoksit radikallerini H₂O₂’ye dönüştürür
CAT H₂O₂ → H₂O + O₂ H₂O₂’yi doğrudan parçalar
APX H₂O₂ → H₂O (askorbat aracılığıyla) Düşük H₂O₂ konsantrasyonlarında etkilidir

Katalaz, yüksek H₂O₂ birikimlerinde devreye giren hızlı bir detoksifikasyon mekanizması oluşturur.

Aspirde CAT Aktivitesini Artıran Uygulamalar

  • Fe içeren yaprak gübreleri (Fe-EDDHA, FeSO₄).

  • Brassinosteroid (BRs) + Jasmonat (JA) uygulamaları.

  • Aminoasit ve antioksidan içerikli biyostimülantlar.

  • Dengeli sulama ve ılıman sıcaklık koşulları.

İlaç Önerileri