Analiza subjediničnog sastava i regulacije izoformi glutamin-sintetaze kod biljaka Arabidopsis thalliana (L.) Heynh. i Lotus corniculatus L.
Analysis of the subunit composition and regulation of glutamine synthetase isoforms from Arabidopsis thalliana (L.) Heynh. и Lotus corniculatus L.
2013
Аутори:
Dragićević, MilanОстала ауторства
Simonović, AnaProdanović, Radivoje
Mandić, Ljuba
Todorović, Slađana
Тип документа:
Докторска теза (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт:
Glutamin-sintetaza (GS) katališe asimilaciju amonijum-jona poreklomod redukcije nitrata, fotorespiracije, katabolizma aminokiselina, fiksacijeN2 kod leguminoza i drugih metaboličkih procesa kod biljka. Kod viših biljaka,mala familija gena kodira različite citosolne (GS1) izoforme, dok jedan genkodira izoformu lokalizovanu u plastidima (GS2). Zajedno sa glutamat-sintazom(GOGAT), GS je deo dvoenzimskog ciklusa odgovornog za biosintezu glutamata,koji je donor amino-grupe aminokiselinama u reakcijama katalisanimrazličitim transaminazama. Sticanje dodatnih saznanja o GS je od presudnogznačaja za razumevanje procesa asimilacije azota kod viših biljaka, što možedovesti do bolje efikasnosti u korišćenju dostupnog azota i smanjenoj upotrebiveštačkih đubriva.U prezentovanom istraživanju ispitivana je struktura i regulacija GSizoformi iz dve model-biljke, Arabidopsis thaliana (L.) Heynh i Lotus corniculatusL. Jedan od ciljeva bio je ispitivanje mogućnosti različitih GS1 proteina A.thaliana, čiji genom kodira pet GS1 subjedinica (GLN1;1-1,5), da formirajuheteromere. Kako bi se ispitao subjedinični sastav GS1 izoformi A. thaliana,upoređeni su elektroforetski profili GS izoformi različitih GS1 SALK iSAIL knockout mutanata. Zaključeno je da GLN1;1 i GLN1;3, kao i GLN1;2 iGLN1;3, a moguće i GLN1;1 i GLN1;2 subjedinice mogu da se kombinuju u svimstehiometrijskim odnosima formirajući funkcionalne dekamerne enzime.Pored toga, kod knockout mutanata u GLN1;2 i GLN1;3 detektovana je povišenakoličina GLN1;1 transkripata što upućuje da GLN1;1 delom kompenzujenedostajuće izoforme. Drugi cilj ovog istraživanja bio je ispitivanjeregulacije ekspresije GS i GOGAT gena A. thaliana biljnim regulatorimarastenja: kinetinom, abscisinskom kiselinom, giberelinskom kiselinom i2,4-dihlorfenoksiacetatom. Ekspresija GS i GOGAT gena je diferencijalnoregulisana regulatorima rastenja u listu i korenu, a dobijeni obrasci ekspresije upućuju na mogući fiziološki kontekst hormonalne regulacije ovihgena tokom razvića biljke i kao odgovoru na uslove sredine. Treći cilj je bioispitivanje hormeze indukovane fosfinotricinom (PPT) kod zvezdana (L.corniculatus). PPT je inhibitor GS koji je pronašao primenu kao neselektivniherbicid. Inhibicija GS u biljci dovodi do nagomilavanja amonijaka,nedostatka glutamina i konačno, do smrti. Utvrđeno je da biljke L. corniculatustretirane širim opsegom koncentracija PPT-a, pokazuju dvofazni odgovor kojiobuhvata stimulaciju produkcije biomase pri koncentracijama nižim od 50 μM,i inhibiciju rasta i smrt biljke pri višim koncentracijama. Stimulacija rastaniskim koncentracijama PPT-a je posledica aktivacije GS2 izoforme, dok jeinhibicija rasta i smrt biljke pri visokim koncentracijama herbicidaprouzrokovana inhibicijom GS1 i GS2 izoformi. Predložen je detaljanmolekulski mehanizam koncentraciono-zavisne interakcije GS holoenzima saPPT-om, koji je u skladu sa eksperimentalnim i literaturnim podacima.
Кључне речи:
Glutamin-sintetaza; Arabidopsis thaliana; Lotus corniculatus; Fosfinotricin; Knockout mutant; Subjedinični sastav enzima; Biljni regulatorirastenja; Regulacija ekspresije; Redundantnost enzimaИзвор:
University of Belgrade, Faculty of Chemistry, 2013, 1-163Финансирање / пројекти:
- Физиолошка, хемијска и молекуларна анализа диверзитета одабраних ретких и угрожених биљних врста у циљу еx ситу заштите и продукције биолошки активних једињења (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-173024)
URI
http://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=3971https://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:13335/bdef:Content/download
http://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=45789199
http://nardus.mpn.gov.rs/123456789/6992
https://radar.ibiss.bg.ac.rs/handle/123456789/2840