Vyhodnocení a validace proteomické analýzy mutantů Arabidopsis mpk4 a mpk6

Bc. Petra KAVALCOVÁ

Master's thesis

Evaluation and validation of proteomic analysis of Arabidopsis mutants mpk4 and mpk6

Abstract:

Mitogenem aktivované protein kinasy (MAPKs) jsou proteiny účastnící se přenosu extracelulárního signálu v Arabidopsis thaliana. MPK4 a MPK6 hrají důležitou roli v odpovědích na různé stresové podněty a ve vývojových procesech. Mnoho studií ukazuje přímou funkční spojitost MAPKs a cytoskeletu. Mutanti Arabidopsis mpk4 a mpk6 vykazují vývojové defekty, kterých molekulární podstata není přesně známa. Předkládaná diplomová práce má za cíl využít proteomickou analýzu mutantů mpk4 a mpk6 pro jejich bližší charakterizaci po molekulární stránce. Proteomickou analýzou jsme chtěli identifikovat možné proteiny, které se podílí na fenotypu mutantů. Zpracováním proteomických dat a jejich následnou validací pomocí imunoblotování, PHOSTAG technologie, detekcí specifické aktivity vybraných antioxidačních enzymů a sledováním kořenového fenotypu u obou mutantů po vlivu auxinu (auxinolu), jsme zjistili poškození aktinového cytoskeletu u obou mutantů a možnou regulaci MPK4 a MPK6 pomocí aktinového cytoskeletu. Zjistili jsme také rozdíly v abundanci antioxidačních enzymů mezi oběma mutanty a rozdílnou senzitivitu vůči exogenní aplikaci auxinu a auxinolu. Je možné konstatovat, že kombinace proteomické analýzy s biochemickými a fenotypovými analýzami nám pomohla detekovat možné nové funkce MPK4 a MPK6.

Abstract:

Mitogen-activated protein kinases are proteins involved in the transmission of extracellular signals in Arabidopsis thaliana. MPK4 and MPK6 play an important role in responses to various stress stimuli and developmental processes. Many studies show a direct functional connection between MAPKs and cytoskeleton. Arabidopsis mpk4 and mpk6 mutants exhibit numerous developmental and physiological defects. Molecular regulation determining these defects are not exactly known. The present diploma thesis exploit differential proteomic analysis of mpk4 and mpk6 mutants for their better molecular characterization. We used shot-gun proteomic analysis to identify possible proteins that contribute to the phenotype and stress responses of the mutants. The differential proteomes of the mutants roots were evaluated by bioinformatic analysis and the proteins involved in development and antioxidant defence were validated using imunoblotting, specific activity staining on native PAGE gels as well as physiological examination of mutants response to auxin. Based on these data we found novel information about mpk4 and mpk6 mutants such as possibble disturbances of actin cytoskeleton and auxin response as well as different regulation of antioxidant defense.

Keywords

MPK4, MPK6, mutanti, proteomika, bioinformatika, cytoskelet, antioxidační enzymy, auxin

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2016

Accessible from:: 22. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Tomáš Takáč, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biotechnology and Gene Engineering