Bilgi Bankası

Alkol dehidrogenaz (ADH)

Aspir (Carthamus tinctorius L.) bitkisinde Alkol Dehidrogenaz (ADH) enzimi, oksijen yetersizliği (hipoksi/anoksi), su baskını, düşük sıcaklık veya mekanik stres gibi koşullarda bitkinin enerji üretimini sürdürmesini sağlayan temel anaerobik metabolizma enzimlerinden biridir.
Bu enzim, karbon metabolizmasıyla yakından ilişkili olup hem fizyolojik adaptasyon hem de tohum metabolizması açısından stratejik öneme sahiptir.

1. Genel Bilgi

Özellik Açıklama
Enzim sınıfı Oksidoredüktaz (EC 1.1.1.1)
Cofaktör NAD⁺ / NADH
Substrat Asetaldehit veya etanol
Lokalizasyon Sitoplazma ve mitokondri matriksi
Ana reaksiyon Etanol ↔ Asetaldehit + NADH ↔ NAD⁺

2. Biyokimyasal Reaksiyon

Ana Denklem:

Asetaldehit + NADH + H⁺ ⇌ Etanol + NAD⁺

Bu dönüşüm sayesinde bitki, oksijensiz koşullarda NAD⁺ rejenerasyonu yaparak glikolizin devamını sağlar.
Yani ADH, oksijen yokluğunda enerji üretimini sürdürmek için kritik bir rol üstlenir.

3. Aspirde ADH Enziminin Fizyolojik İşlevleri

Fizyolojik Süreç Görevi / Etkisi
Hipoksi (oksijen azlığı) Oksijensiz ortamda fermentasyonla enerji üretimi.
Tohum çimlenmesi Çimlenmenin erken aşamalarında düşük O₂ ortamında aktifleşir.
Kök oksijen yetersizliği (su baskını) Aerenkima oluşumu ve kök dayanıklılığını destekler.
Soğuk stres / dondurucu koşullar Mitokondriyal solunum zayıfladığında NAD⁺ döngüsünü sürdürür.
Mekanik stres ve yara yanıtı Dokularda geçici oksijen eksikliğinde hücre canlılığını korur.
Olgunlaşma sonrası dönem Düşük oksijenli depo koşullarında tohumda ADH aktivitesi artar.

4. ADH Aktivitesini Etkileyen Faktörler
Faktör Etkisi
Oksijen azlığı (hipoksi) ADH gen ekspresyonunu artırır.
Yüksek sıcaklık Fermantatif metabolizmayı uyararak aktiviteyi artırır.
Düşük sıcaklık NAD⁺/NADH dengesine bağlı olarak aktivite değişir.
Şeker miktarı Glikoliz substratı olarak enerji üretimini destekler.
pH Optimum pH: 7,0–7,5
Metal iyonları (Zn²⁺, Fe²⁺) ADH yapısında katalitik merkez olarak görev yapar.

5. ADH ve Enerji Dengesi (Anaerobik Metabolizma Döngüsü)

Glikoliz → Pirüvat → Asetaldehit → Etanol

  • Pirüvat, Pirüvat Dekarboksilaz (PDC) ile asetaldehite dönüştürülür.

  • ADH bu asetaldehidi etanole dönüştürerek NAD⁺ üretir.

  • Böylece glikoliz devam eder ve bitki, oksijensiz ortamda dahi ATP üretir.

Bu mekanizma özellikle aspir köklerinde su altında kalma durumunda hayati önem taşır.

6. ADH Aktivitesinin Doku Bazlı Dağılımı

Doku / Organ Aktivite Düzeyi Açıklama
Kökler 🔸 Yüksek Oksijen azlığında anaerobik metabolizma.
Tohum embriyosu 🔸 Orta–yüksek Çimlenme öncesi enerji ihtiyacında görev alır.
Yaprak 🔹 Düşük Oksijen varlığında genellikle inaktif.
Depolama dokusu (perikarp, endosperm) 🔸 Orta Depo solunumu ve yaşlanma sürecinde aktifleşir.

7. Tarımsal ve Teknolojik Önemi
Alan ADH’nin Önemi
Kuraklık ve su baskını toleransı ADH, köklerde oksijensizliğe dayanımı artırır.
Tohum çimlenme başarısı Hipoksik koşullarda pro-germinatif enzimleri aktive eder.
Depolama kalitesi Oksijeni kısıtlı depolarda ADH artışı, enerji dengesini korur.
Stres biyoteknolojisi ADH genleri, stres dayanımı ıslahında biyomarker olarak kullanılır.


İlaç Önerileri