Akvaporíny a jejich význam pro fungování rostlin

Bc. Veronika Čavojská

Bachelor's thesis

Aquaporins and their significance for plant functioning

Abstract:

Tato práce shrnuje poslední informace o rostlinných akvaporinech a jejich roli v transportu vody rostlinnými orgány. Akvaporiny jsou třídou integrálních membránových proteinů, tvořících póry pro transport vody, ale v některých případech také pro tok jiných roztoků přes buněčné membrány. Podle fylogenetických analýz lze akvaporiny dělit do čtyř rodin lišících se svými strukturními a funkčními vlastnostli - PIP (Plasma membrane Intrinsic Proteins), TIP (Tonoplast Intrinsic Proteins), NIP (Nodulin-26-like intrinsic proteins) a SIP (Small basic Intrinsic Proteins). Propustnost rostlinných buněk pro vodu může být regulována propustností akvaporinů (jejich otevřeností) nebo jejich počtem v buněčných membránách. Faktory ovlivňující otevřenost kanálů zahrnují fasforylaci, heteromerizaci, H+ a Ca2+, působení tlaku a koncentraci transportovaných roztoků. Důležitými cestami, jakými lze měnit permeabilitu membrán pro vodu jsou také regulace distribuce akvaporinů v rámci buňky a regulace jejich exprese. Nejnovější poznatky ve výzkumu akvaporinů ukazují, že akvaporiny hrají důležitou roli především v adaptaci rostliln na faktory okolního prostředí.

Abstract:

Thesis summarizes recent information on aquaporins in plants and their role in water transport in plant organs. Plant aquaporins are a family of small pore forming integral membrane proteins, which facilitate transport of water and in some cases also the flux of small neutral solutes across cellular membranes. Phylogenetic analyses can recognize four aquaporin families with different structural and functional properties– PIPs (Plasma membrane Intrinsic Proteins), TIPs (Tonoplast Intrinsic Proteins), NIPs (Nodulin-26-like Intrinsic Proteins) and SIPs (Small basic Intrinsic Proteins). Permeability of plant cells for water can be regulated by changing aquaporin permeability (gating) or by aquaporin abundance. The factors affecting the gating of aquaporins involve phosphorylation, heteromerization, concentrations of H+ and Ca2+, pressure and solute gradients. The expression of aquaporin genes and protein trafficking represent important ways for control of abundance of aquaporins and, hence, for modulation of membrane water permeability. Current advances in aquaporin research suggest highly complex role of aquaporins in adaptive response of plants to environmental factors.

Keywords

akvaporiny, transport vody, regulace, fosforylace, exprese

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 5. 2007

Thesis defence

• Date of defence: 5. 6. 2007
• Supervisor: doc. RNDr. Vít Gloser, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Biology