Glutatyon-S-Transferaz (GST) Glutatyon-S-Transferaz (GST) , bitkilerde antioksidan savunma, detoksifikasyon, stres toleransı ve sinyal iletimi gibi çok yönlü görevleri olan önemli bir enzim ailesidir . Ayçiçeğinde (Helianthus annuus) GST’ler özellikle oksidatif stres, ağır metal birikimi, herbisit etkileri ve biyotik saldırılara (fungus, bakteri) karşı koruma sağlar.
1. Enzimin Tanımı ve Görevi
Özellik Açıklama
Tam Adı Glutatyon-S-Transferaz
Enzim Kodu EC 2.5.1.18
Temel Görev Hücrede toksik bileşikleri (örneğin ROS, herbisitler, lipid peroksitleri) glutatyon (GSH) ile konjüge ederek zararsız hâle getirir.
Kofaktör GSH (Glutatyon, γ-glutamil-sisteinil-glysin)
Bulunduğu Yer Sitoplazma, kloroplast, mitokondri ve peroksizomlar
2. Biyokimyasal Reaksiyon Tepkime:
RX + GSH → R–SG + HXR–X toksik veya reaktif bileşiktir.)
GST, GSH’yi kullanarak bu bileşiği konjüge eder ve zararsız bir forma dönüştürür; ardından vakuollere veya apoplasta taşınır.
3. GST Enzim Aileleri (Bitkilerde)
Sınıf Özellik Fonksiyon
Tau (GSTU) Bitkiye özgü sınıf Stres yanıtı, herbisit toleransı
Phi (GSTF) Bitkiye özgü Oksidatif stres yanıtı
Theta (GSTT) Evrimsel olarak eski Lipid peroksit yıkımı
Zeta (GSTZ) Hücre metabolizması Fenilpropanoid yolağı ile ilişkili
Lambda (GSTL) Antioksidan ve redoks düzenleme Protein koruma ve ROS kontrolü
4. Ayçiçeğinde Fizyolojik Rolü
Stres Türü GST’nin Rolü Etkisi
Kuraklık ROS temizleme, lipid peroksidasyonun azaltılması Hücre zarının korunması
Tuz Stresi (NaCl) GSH-bağımlı detoksifikasyon Klorofilin korunması
Ağır Metal (Cd, Cu, Pb) Metal iyonlarının GSH ile bağlanması Metal toksisitesinin azaltılması
Herbisit Uygulaması Herbisit moleküllerini konjüge eder Bitki toleransını artırır
Fungal Enfeksiyonlar PR-proteinlerle birlikte çalışır Savunma sistemini aktive eder
5. GST Aktivitesini Artıran Faktörler
Abscisik Asit (ABA)
Jasmonik Asit (JA)
Salisilik Asit (SA)
Etilen (ETH)
Hidrojen Peroksit (H₂O₂)
Bu sinyal molekülleri, GST gen ailesinin (HaGSTU, HaGSTF) ekspresyonunu uyararak savunma tepkisini güçlendirir.
6. Moleküler Özellikler
Özellik Bilgi
Gen Boyutu 700–1200 bp
Protein Uzunluğu 210–250 amino asit
Moleküler Ağırlık ~25–28 kDa
pI (izoelektrik nokta) 5.8–6.3
Kofaktör GSH
Substratlar Nitrofen, kloroorganikler, lipid hidroperoksitleri
7. Tarımsal Önemi
Uygulama Amaç Etki
Herbisit Toleransı Bitkiyi kimyasal strese karşı korumak Verim kaybını önler
Kuraklık Yönetimi ROS birikimini azaltmak Hücre bütünlüğü korunur
Metal Kirliliği Alanları Fito-detoksifikasyon Ağır metal toksisitesini azaltır
Genetik Islah GST genlerinin seçici çoğaltımı Stres toleransı yüksek hatlar geliştirme
8. Özetle
Glutatyon-S-Transferaz (GST) , ayçiçeğinde detoksifikasyon ve stres toleransının merkezinde yer alır.
Antioksidan sistem içinde SOD, CAT, APX enzimleriyle koordineli çalışır.
GSH konjugasyonu yoluyla zararlı maddeleri nötralize eder ve bitki dayanıklılığını artırır.
