Stres Oksidatif pada Tumbuhan

Presentasi berjudul: "Stres Oksidatif pada Tumbuhan"— Transcript presentasi:

1 Stres Oksidatif pada Tumbuhan
ABA dan Etilen Memicu Pembentukan ROS Rinaldi Rizal Putra 12/338166/PBI/01056 Darussalam 12/339652/PBI/01072 Program Studi Biologi Program Pascasarjana Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada 2013

2 Pendahuluan Lingkungan  memiliki faktor-faktor yang dapat berubah secara drastis. Perubahan tersebut dapat mendatangkan efek yang merugikan bagi kesintasan, pertumbuhan, dan reproduksi tumbuhan. Tumbuhan tidak dapat menolerensi stres lingkungan tersebut. Biokimia Adaptasi - UGM

3 lanjutan... Perubahan Lingkungan Ketahanan Tumbuhan
Stres Oksidatif Ketahanan Tumbuhan Perubahan Lingkungan Biokimia Adaptasi - UGM

4 Cekaman biotik dan abiotik meningkatkan aktivitas enzim pencarian O2.
Stres Oksidatif? Kerusakan yang diakibatkan oleh O2 dan radikalnya (Erturk & Alscher, 2005). Cekaman biotik dan abiotik meningkatkan aktivitas enzim pencarian O2. Biokimia Adaptasi - UGM

5 Penyebab Stres Oksidatif
POLLUTANT HERBICIDES Oxidative stress PHOTOSENSITIZING TOXIN METAL DROUGHT Biokimia Adaptasi - UGM

6 Equilibrium between AOX & ROS
(Gill and Tuteja, 2010) Biokimia Adaptasi - UGM

7 Tingkat cekaman oksidatif dalam suatu jaringan ditentukan oleh jumlah ROS dan keseimbangan dari enzim penghilangan toksisitas ROS, seperti SOD, katalase, dan peroksidase. Biokimia Adaptasi - UGM

8 Reactive Oxygen Species (ROS)
Radicals: O2.- Superoxide OH. Hydroxyl RO2. Peroxyl RO. Alkoxyl HO2. Hydroperoxyl Non-Radicals: H2O2 Hydrogen peroxide HOCl- Hypochlorous acid O3 Ozone 1O2 Singlet oxygen ONOO- Peroxynitrite Reactive Nitrogen Species (RNS) Non-Radicals: ONOO- Peroxynitrite ROONO Alkyl peroxynitrites N2O3 Dinitrogen trioxide N2O4 Dinitrogen tetroxide HNO2 Nitrous acid NO2+ Nitronium anion NO- Nitroxyl anion NO+ Nitrosyl cation NO2Cl Nitryl chloride Radicals: NO. Nitric Oxide NO2. Nitrogen dioxide Biokimia Adaptasi - UGM

9 Biological Pathways for Oxygen Reduction
From: McMurry and Castellion “Fundamentals of general, organic and biological chemistry” Biokimia Adaptasi - UGM

10 Sumber ROS pada Sel Tumbuhan
Biokimia Adaptasi - UGM

11 Biokimia Adaptasi - UGM - 2013

12 NADPH oxidase as a source of ROS
Present mainly in neutrophils (oxidative burst), but also in many other cell types ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING Volume 8, Numbers 3 & 4, 2006 Activation of the gp91phox (NOX2) containing NOX complex of phagocytes involves phosphorylation of the cytoplasmic regulator p47phox, with the translocation of the cytoplasmic p47phox, p67phox, and p40phox regulatory components to the plasma membrane to interact with flavocytochrome-b558, which is composed of gp91phox and p22phox. Activation of the complex also involves guanine nucleotide exchange on the GTP-binding protein RAC stimulated by guanine nucleotide exchange factors. Guanine nucleotide exchange on RAC is associated with release of RhoGDI and translocation of RAC from the cytosol to the NOX complex at the plasma membrane. Biokimia Adaptasi - UGM

13 Reaksi-reaksi yang menghasilkan hidrogen peroxide antara lain
1. 2O2 + 2Fdred 2O2- + 2Fdox 2. 2O2- + 2H H2O2 + O2 3. 2O2- + 2H H2O2 + O2 Hydroxyl radical (OH) SOD

14 Pembentukan dan saling tukar ROS yang dibentuk dari oksigen singlet.
Biokimia Adaptasi - UGM

15 Sumber dan lokasi pembentukan ROS pada sel tumbuhan
Biokimia Adaptasi - UGM

16 Exogenous sources of free radicals
Radiation UV light, x-rays, gamma rays Chemicals that react to form peroxides Ozone and singlet oxygen Chemicals that promote superoxide formation Quinones, nitroaromatics, bipyrimidiulium herbicides Chemicals that are metabolized to radicals e.g., polyhalogenated alkanes, phenols, aminophenols Chemicals that release iron ferritin Biokimia Adaptasi - UGM

17 Pembentukan ROS yang dipicu oleh ABA dan Etilen
Biokimia Adaptasi - UGM

18 Stres Oksidatif oleh ABA
Biokimia Adaptasi - UGM

19 Biosintesis Etilen pada Tanaman
Biokimia Adaptasi - UGM

20 Stres Oksidatif oleh Etilen Eksogen
dapat merangsang cekaman oksidatif dalam sistem biologi (Melon, 1990) ROS Hidrogen peroksida (H2O2), superoksida (O2-), radikal hidroksil (O2  molekul pembawa pesan pada berbagai macam keadaan biotik dan suatu cekaman-cekaman biotik. Biokimia Adaptasi - UGM

21 Efek Stres Oksidatif Etilen Eks
Biokimia Adaptasi - UGM

22 Laju respirasi pada mentimun disimpan pada 130C kontrol dan perlakuan dengan etilen 10,100,500, 1000 µLL-1 Biokimia Adaptasi - UGM

23 Perubahan warna pada permukaan mentimun A
Perubahan warna pada permukaan mentimun A. mentimun disimpan pada 130C kontrol dan perlakuan dengan etilen 10,100,500, 1000 µLL-1 dan B. Disimpan pada udara ambien (kontrol) dan perlakuan dengan etilen 10 µL selama 12 jam,2, 4 hari dan terus menerus. Biokimia Adaptasi - UGM

24 A. Pelunakan buah mentimun disimpan pada 130C kontrol dan perlakuan dengan etilen 10,100,500, 1000 µLL-1 B. Pelunakan mesokarpium buah mentimun udara (kontrol) dan perlakuan etilen 10 µLL-1 selama 12 jam, 2 hari, 4 hari. Biokimia Adaptasi - UGM

25 Pembentukan ROS pada buah mentimun disimpan pada 130C kontrol dan perlakuan terus menerus dengan etilen 10 µLL-1. Biokimia Adaptasi - UGM

26 Simpulan Perubahan yang terjadi pada lingkungan dapat memacu stres oksidatif pada tumbuhan dengan cara membentuk ROS; ROS merupakan molekul yang diproduksi oleh tanaman (khususnya) dalam menanggapi stres biotik dan abiotik; Pembentukan ROS pada sel tanaman terjadi pada dinding sel, membran lipid, glioksisom, mitokondria, peroksisom, kloroplas, dan sitoplasma; 1 2 3 Biokimia Adaptasi - UGM

27 ABA dapat menstimulasi tumbuhan untuk membentuk ROS dengan cara...
lanjutan... ABA dapat menstimulasi tumbuhan untuk membentuk ROS dengan cara... Etilen dapat menstimulasi produksi ROS yang berlebihan pada jenis-jenis Cucurbitaceae dan memengaruhi terhadap morfologi buah, respirasi sel, keteguhan organ, kebocoran elektrolit, dan produksi ROS yang berlebih sehingga menyebabkan efek watersoaking. 4 5 Biokimia Adaptasi - UGM

28 Sekian dan terima kasih.....
Rinaldi Rizal Putra 12/338166/PBI/01056 Darussalam 12/339652/PBI/01072 Biokimia Adaptasi - UGM