植物ペルオキシレドキシンの生理学的意義と、ペルオキシレドキシンの構造関連および多機能生化学1

重要性：固着植物は、酵素および非酵素抗酸化分子の多様な形態を生成することにより、内部および外部刺激によって引き起こされる酸化ストレスに反応します。PRX1、PRX5、PRX6、およびPRXQアイソフォームを含む植物のペルオキシレドキシン（PRXS）は、抗酸化酵素のファミリーを構成し、細胞で重要な機能を果たします。各PRXは、特定の細胞内コンパートメントに局在し、植物の成長、発達、細胞代謝、および防御シグナル伝達のさまざまな側面の制御に明確な機能を持っています。最近の進歩：植物葉緑体の典型的なPRXであるPRX1は、酸化還元依存性の複数の機能を持っています。それは、過酸化水素（H2O2） - 触媒ペルオキシダーゼ、分子シャペロン、および生物学的概日マーカーとして作用します。PRX1は、酸化ストレスに応答してペルオキシダーゼから分子シャペロンへの機能的スイッチングを受け、低分子重量種から、活性部位のCYSの翻訳後修飾によって媒介される高分子量複合体への構造変化に付随します。残基。タンパク質の酸化還元状態は、高酸化と還元の間で日中振動し、概日リズミカルな出力を示します。これらの動的な構造的および機能的変換は、無数の過酷な環境ストレスから植物を保護する植物PRX1の効果を媒介します。 重大な問題：植物PRXSの多機能多様性と細胞防御シグナル伝達におけるその役割は、それらの特定の相互作用パートナーに依存しており、これはほとんど身元不明です。したがって、PRX相互作用タンパク質の同定は、それらの生理学的意義を明確にするために必要です。 将来の方向：4つの植物PRXアイソフォームの機能的特異性は不明のままであるため、将来の研究は各PRXアイソタイプの生理学的重要性の調査に焦点を当てるべきです。抗酸化。酸化還元信号。28、625-639。

SIGNIFICANCE: Sessile plants respond to oxidative stress caused by internal and external stimuli by producing diverse forms of enzymatic and nonenzymatic antioxidant molecules. Peroxiredoxins (Prxs) in plants, including the Prx1, Prx5, Prx6, and PrxQ isoforms, constitute a family of antioxidant enzymes and play important functions in cells. Each Prx localizes to a specific subcellular compartment and has a distinct function in the control of plant growth, development, cellular metabolism, and various aspects of defense signaling. Recent Advances: Prx1, a typical Prx in plant chloroplasts, has redox-dependent multiple functions. It acts as a hydrogen peroxide (H2O2)-catalyzing peroxidase, a molecular chaperone, and a biological circadian marker. Prx1 undergoes a functional switching from a peroxidase to a molecular chaperone in response to oxidative stress, concomitant with the structural changes from a low-molecular-weight species to high-molecular-weight complexes mediated by the post-translational modification of its active site Cys residues. The redox status of the protein oscillates diurnally between hyperoxidation and reduction, showing a circadian rhythmic output. These dynamic structural and functional transformations mediate the effect of plant Prx1 on protecting plants from a myriad of harsh environmental stresses. CRITICAL ISSUES: The multifunctional diversity of plant Prxs and their roles in cellular defense signaling depends on their specific interaction partners, which remain largely unidentified. Therefore, the identification of Prx-interacting proteins is necessary to clarify their physiological significance. FUTURE DIRECTIONS: Since the functional specificity of the four plant Prx isoforms remains unclear, future studies should focus on investigating the physiological importance of each Prx isotype. Antioxid. Redox Signal. 28, 625-639.