Bilgi Bankası

Lipoksigenaz (LOX)

Lipoksigenaz (LOX), ayçiçeğinde (Helianthus annuus) yağ asidi oksidasyonu, zar onarımı, sinyal iletimi ve savunma mekanizmalarının düzenlenmesinde görev alan oksijenaz enzim ailesidir. Bitkide özellikle jasmonat biyosentezi, patojen yanıtı, mekanik yaralanma sonrası savunma ve tohum depolama yağlarının oksidasyonu gibi süreçlerde etkindir.

1. Enzimin Tanımı ve Görevi

Özellik Açıklama
Tam Adı Lipoksigenaz (Lipoxygenase, EC 1.13.11.12)
Ana Görev Çoklu doymamış yağ asitlerini (linoleik, linolenik asit) oksitleyerek hidroperoksit türevlerine dönüştürür.
Ürünleri 9-hidroperoksi ve 13-hidroperoksi yağ asidi izomerleri (9-HPOD, 13-HPOT)
Kofaktör Fe²⁺ / Fe³⁺ iyonları (demir)
Lokalizasyon Kloroplastlar, peroksizomlar, sitozol, tohum embriyoları

2. Temel Reaksiyon

Linoleik Asit + O₂ → 13-HPOD veya 9-HPOD

Bu reaksiyon, jasmonat (JA) ve yeşil yaprak uçucu bileşikleri (GLV) sentezinin ilk adımıdır.
Bitki, böylece hem savunma sinyalleri hem de zar iyileştirici moleküller üretir.

3. LOX İzotipleri ve İşlevleri (Ayçiçeğinde)

LOX Tipi Oksidasyon Pozisyonu Bulunduğu Doku Görev
13-LOX 13. karbon Yaprak, kloroplast Jasmonat biyosentezi, savunma yanıtı
9-LOX 9. karbon Kök, tohum Patogenez, hücre ölüm sinyali
Seed LOX (HaLOX2) 13-LOX tipi Tohum embriyosu Depolama lipitlerinin yıkımı
HaLOX3 / HaLOX5 9-LOX tipi Gövde, kök Abiyotik stres ve yara yanıtı

4. Ayçiçeğinde Fizyolojik Etkiler
Süreç LOX’un Rolü Sonuç
Kuraklık Stresi Membran lipidlerini okside ederek sinyal üretir Savunma genleri aktive olur
Tuz Stresi ROS üretimiyle sinyal tetikler Hücre adaptasyonu sağlanır
Patojen Enfeksiyonu (ör. Sclerotinia) 9-LOX genleri artar Savunma proteinleri aktive olur
Tohum Olgunlaşması Lipid dönüşümü ve aroma oluşumu Tohum kalitesi ve dayanıklılık artar
Yaralanma / Kesim Jasmonat sentezini başlatır Savunma tepkisi yayılır

5. LOX ve Jasmonat (JA) İlişkisi

  • LOX, jasmonat sentez yolunun ilk basamağında görev yapar.

  • 13-LOX ürünleri (13-HPOT), allene oksit sentaz (AOS) enzimiyle işlenerek jasmonik asit (JA) üretimini başlatır.

  • JA ise bitkide savunma, stres yanıtı ve yaşlanma süreçlerini düzenler.

Kısaca:
LOX → AOS → AOC → OPDA → JA → MeJA

6. Moleküler Özellikler

Özellik Değer / Bilgi
Gen Ailesi HaLOX1 – HaLOX6
Protein Uzunluğu 850–900 amino asit
Moleküler Ağırlık 95–100 kDa
İzomerik Formlar 9-LOX, 13-LOX
İzoelektrik Nokta (pI) 5.5–6.2
Kofaktör Demir (Fe³⁺)
Aktif Bölge Motifi TV/RVV/HPHY

7. Hormon ve Sinyal Etkileşimi
Hormon / Sinyal Etkileşim Etki
Jasmonat (JA) Sinerjik LOX üretimini uyarır (geri besleme)
Etilen (ETH) Sinerjik Savunma tepkisini güçlendirir
Salisilik Asit (SA) Antagonistik SA yüksekse LOX baskılanır
Abscisik Asit (ABA) Sinerjik Kuraklık ve tuz stresinde birlikte etkilidir

8. Tarımsal Önemi
Uygulama LOX’un Önemi Etkisi
Tohum Kalitesi Lipid oksidasyonu izlenir Ransidite (yağ bozulması) önlenir
Hastalık Direnci Jasmonat temelli savunma aktive olur Mantar ve böceklere dayanıklılık
Stres Toleransı Oksidatif sinyalizasyon düzenlenir Kuraklık ve tuz dayanımı artar
Depolama Süresi LOX aktivitesi kontrol edilirse Yağ stabilitesi korunur

9. Özetle

  • Lipoksigenaz (LOX), ayçiçeğinde jasmonat sentezi ve stres sinyalleşmesinin merkezinde yer alır.

  • 13-LOX savunma yanıtı ve jasmonat üretimiyle; 9-LOX ise patojen tepkileriyle ilişkilidir.

  • Tarımsal olarak stres dayanımı ve tohum kalitesi açısından kritik bir biyokimyasal göstergedir.

İlaç Önerileri