Detekce MAP kinas s TEY motivem v ječmeni kultivovaném v podmínkách abiotického stresu.

Bc. Petra VYPLELOVÁ

Master's thesis

Detection of MAP kinases with TEY motif in barley cultivated under conditions of abiotic stress.

Abstract:

Rostliny jsou často vystavovány vlivu vnějších nepříznivých podmínek (abiotický a biotický stres), které negativně působí na jejich růst a vývoj. Důležitou roli v adaptaci rostlin na působení stresových faktorů hrají mitogen aktivované protein kinasy (MAPKs). MAPKs jsou terminální komponentou komplexních signálních kaskád a regulují buněčné odpovědi na působení stresových stimulů prostřednictvím fosforylace řady rozdílných substrátů v buňce. Předkládaná diplomová práce je zaměřena na pilotní charakterizaci MAPK rodiny u ječmene setého pomocí nástrojů bioinformatiky a Western Blotu. Na základě homologie s popsanými MAPKs rýže bylo v transkriptomických a genomických databázích ječmene identifikováno celkem třináct MAPKs. Pouhých pět nově identifikovaných MAPKs náleží do fylogenetické skupiny rostlinných MAPKs nesoucích duální fosforylační TEY motiv. Je známo, že řada MAPKs z této skupiny se účastní odpovědí modelových a kulturních rostlinných druhů na působení abiotických a biotických stresových faktorů. S cílem biochemické charakterizace dvou nově identifikovaných MAPKs s TEY motivem (HvMPK5 a HvMPK6) byly v předkládané práci komerčně de novo připraveny monospecifické protilátky JK5 a JK6. Pomocí Western Blotu s JK5 a JK6 protilátkami byly v kontrolních i stresovaných rostlinách ječmene specificky detekovány proteiny, jejichž molekulové hmotnosti přibližně korespondovaly s predikovanými molekulovými hmotnostmi HvMPK5 a HvMPK6. MAPKs ječmene s TEY motivem byly dále studovány pomocí fosfospecifické protilátky pERK1/2, která specificky detekuje rostlinné MAPKs s fosforylovaným TEY motivem. Pomocí Western Blotu s pERK1/2 protilátkou byla v kořenech ječmene vystavených působení abiotického stresu detekována aktivita pravděpodobně několika rozdílných MAPKs s TEY motivem.

Abstract:

Plants are often exposed to the influence of negative environmental conditions (abiotic and biotic stress) that negatively affect their growth and development. Crucial role in the adaptation of plants to the effects of stress factors play mitogen-activated protein kinases (MAPKs). MAPKs are terminal components of complex signaling cascades and regulate cellular responses to stress stimuli via phosphorylation of number of different substrates in the cell. Presented diploma thesis is focused on the pilot characterization of the MAPK family in barley by the means of bioinformatic tools and Western Blot. Based on the homology with described MAPKs of rice, thirteen MAPKs were identified in barley transcriptomic and genomic databases. Only five of identified barley MAPKs fall into phylogenetic clade represented by plant MAPKs bearing dual phosphorylation TEY motif. Many MAPKs from this clade have been shown to be involved in responses of model and crop species to abiotic and biotic stress. For the purposes of biochemical characterization of two newly identified MAPKs harboring TEY motif (HvMPK5 and HvMPK6), monospecific antibodies JK5 and JK6 were prepared de novo commercially. Using Western Blot with JK5 and JK6 antibodies, proteins with molecular weights approximately corresponding to predicted molecular weights of HvMPK5 and HvMPK6 were specifically detected in control and stressed barley plants. Barley MAPKs containing TEY motif were further studied using phosphospecific antibody pERK1/2 that specifically detects plant MAPKs with phosphorylated TEY motif. Using Western Blot with pERK1/2 antibody, the activity of probably several different MAPKs containing TEY motif was detected in barley roots exposed to abiotic stress

Keywords

mitogen aktivované protein kinasy, ječmen, osmotický stres, oxidativní stres, poranění, Western Blot

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 5. 2014

Accessible from:: 5. 5. 2014

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Pavel Křenek, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry