Úloha oxidu dusnatého v obranné reakci po aplikaci elicitinů k suspenzním kulturám tabáku

Tereza JENDRIŠÁKOVÁ

Bachelor's thesis

The role of nitric oxide in defence responses after elicitin application to tobacco cell suspension

Anotácia:

Oxid dusnatý (NO) je významná signální molekula v živých organismech, která aktivuje obrannou odpověď po napadení rostliny patogenem. Cílem této bakalářské práce bylo otestovat vliv aplikace vybraných elicitinů v průběhu obranné reakce na metabolismus reaktivních forem dusíku v suspenzní kultuře tabáku (Nicotiana tabacum L. cv. Xanthi) se zaměřením na sledování změn aktivity enzymu S-nitrosoglutathionreduktasy (GSNOR). Elicitiny jsou velmi účinné elicitory - látky, které vyvolávají obrannou reakci v interakci rostlina-patogen. Pro studium byly zvoleny čtyři elicitiny: kryptogein (rekombinantní protein X24 - elicitin, připravený expresí genu pro kryptogein v kvasince Pichia pastoris), mutanty kryptogeinu L41F a V84F (opět rekombinantní proteiny) a elicitin oligandrin izolovaný z Pythium oligandrum. Zvýšená produkce NO a současně i GSNOR aktivita jsou charakteristické pro dělení a růst buněk (kontrolní experiment). Naopak změna produkce reaktivních forem kyslíku (ROS) a je u kontrolních buněk minimální. Toxický účinek kryptogeinu a jeho mutantu V84F je spojen s významně zvýšenou produkcí ROS a s tím spojeným oxidativním stresem vedoucím k destrukci buněk. Naopak produkce NO nebyla aktivována a v korelaci s poklesem životnosti buněk byla naopak snížena. Byl pozorován malý vliv oligandrinu a elicitinu L41F na růst, dělení a životaschopnost buněk. Na rozdílný mechanismus účinku oligandrinu a mutantu L41F poukazují rozdílné změny v produkci NO a aktivitě GSNOR po aplikaci daných elicitinů. Nitrace proteinů byla zaznamenána zejména po aplikaci elicitinu oligandrinu.

Abstract:

Nitric oxide (NO) is an important signaling molecule in living organisms which activates the immune response after invading plant pathogen. The aim of this work was to test the effect of application of some elicitins on the metabolism of reactive nitrogen species during defensive reactions in suspension cultures of tobacco (Nicotiana tabacum L. cv. Xanthi), focusing on changes in the activity of the enzyme S-nitrosoglutathione reductase (GSNOR). Elicitins are very effective elicitors - substances that trigger the defense response in plant-pathogen interaction. For this study four elicitins were selected: cryptogein (recombinant protein X24 - elicitin, prepared by expression of the gene for cryptogein in yeast Pichia pastoris), mutants of cryptogein L41F and V84F (also recombinant proteins) and elicitin oligandrin isolated from Pythium oligandrum. Increased production of NO and also the activity of GSNOR enzyme are characteristic of cell growth and division (control experiment). On the other side, change of reactive oxygen species (ROS) production is minimal in control cells. Toxic effect of cryptogein and V84F mutant is associated with a significantly increased production of ROS and related oxidative stress, leading to cell destruction. On the contrary, NO production was not activated but rather reduced, which correlates with a decrease in cell viability. Little effect of oligandrin and elicitin L41F on growth, division and cell viability was observed. The different mechanisms of action of oligandrin and L41F mutant are observed in the different changes in NO production and activity of GSNOR enzyme after application of the elicitins. Nitration of proteins was observed especially after application of elicitin oligandrin.

Kľúčové slová

Elicitiny, kryptogein, oligandrin, oxid dusnatý, ROS, RNS, S-nitrosoglutathionreduktasa (GSNOR), Nicotiana tabacum L. cv. Xanthi

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 13. 5. 2013

Zverejniť od: 13. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 10. 6. 2013
• Vedúci: Doc. RNDr. Lenka Luhová, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Biochemistry / Biochemistry