A altas concentraciones, las especies reactivas de oxígeno (ROS) desencadenan el suicidio celular genéticamente programado. Sin embargo, también tienen una función importante como mensajeros secundarios en cascadas de transducción de señales, que regulan muchos procesos fisiológicos y de desarrollo en las plantas. Varias formas de ROS están presentes en las plantas, incluido el radical superóxido (O2–), oxígeno singlete (1O2), radical hidroxilo (OH*) y peróxido de hidrógeno (H2O2. 2O2 tiene una toxicidad débil en comparación con otras especies de ROS, pero puede desencadenar radicales hidroxilo altamente reactivos y la vida útil relativamente más larga de H2O2 lo hace dañino para los orgánulos.
Las plantas tienen un sistema antioxidante complejo para mantener la homeostasis de ROS. En general, este sistema se puede dividir en mecanismos de eliminación de ROS enzimáticos y no enzimáticos. Tres tipos de enzimas antioxidantes, superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y peroxidasa, juegan un papel importante en el mantenimiento de los radicales superóxido y H2O2 en niveles de estado estacionario. Hay dos clases de peroxidasas en plantas: clase I y clase III. Las peroxidasas de clase III están codificadas por una gran familia multigénica; en total, se han identificado 73 miembros en Arabidopsis thaliana. Aunque juegan un papel en los antioxidantes al eliminar ROS, también producen ROS.
Los PA son los principales productos finales de la ruta de biosíntesis de flavonoides y se acumulan principalmente en la cubierta de la semilla de Arabidopsis. Los mutantes deficientes en PA exhiben un color de cubierta de semilla amarillo o marrón pálido debido a la reducción de la pigmentación y acumulación de flavonoides. Nueva investigación publicada en Annals of Botany demuestra que el aumento de la actividad de las peroxidasas de clase III en la cubierta de la semilla de semillas mutantes deficientes en PA puede compensar la pérdida de PA y que esto puede ser un mecanismo de adaptación que sustituye la función antioxidante de las PA que se requiere durante el desarrollo de la semilla y más tarde en la semilla germinación.
Las peroxidasas de clase III se activan en semillas de Arabidopsis thaliana deficientes en proantocianidina. (2013) Annals of Botany 111 (5): 839-847.
doi: 10.1093/aob/mct045
Anteriormente se ha demostrado que las proantocianidinas (PA) en la cubierta de la semilla de Arabidopsis thaliana tienen la capacidad de eliminar los radicales superóxido (O2–). Sin embargo, los procesos fisiológicos en semillas con déficit de PA no están claros. Se plantea la hipótesis de que existen formas alternativas en semillas deficientes en PA para hacer frente al estrés oxidativo. El contenido de peróxido de hidrógeno (H2O2) y su relevancia para las actividades de superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y peroxidasas se investigó tanto en semillas mutantes de tipo salvaje como con déficit de PA. Se utilizó un enfoque de tinción bioquímica para detectar localizaciones de tejidos de actividades de peroxidasa en semillas mutantes con déficit de PA. Los mutantes deficientes en PA poseen niveles significativamente más bajos de H2O2 que los de tipo salvaje, a pesar de su mayor acumulación de radicales superóxido. El cribado de las enzimas antioxidantes clave reveló que la actividad de la peroxidasa estaba significativamente sobreactivada en las semillas mutantes. Esta alta actividad de peroxidasa se limitó principalmente a la zona de la cubierta de la semilla. Curiosamente, ni la peroxidasa de ascorbato ni la peroxidasa de glutatión, solo las peroxidasas de guayacol (peroxidasas de clase III), se activaron específicamente en la cubierta de la semilla. Sin embargo, no se observaron diferencias significativas en la actividad de la peroxidasa en embriones mutantes o de tipo salvaje, aunque las expresiones génicas de varias peroxidasas candidatas estaban reguladas a la baja en los embriones de semillas deficientes en PA. Los resultados sugieren que la actividad mejorada de la peroxidasa de clase III en la cubierta de la semilla de mutantes deficientes en PA es una estrategia adaptativa para el desarrollo y la supervivencia de la semilla.
