Studium produkce oxidu dusnatého a S-nitrosylace proteinů u rajčete při působení abiotického stresu

Lucie BERČÍKOVÁ

Bachelor's thesis

Study of nitric oxide production and protein S-nitrosylation in tomato under the effect of abiotic stress

Abstract:

S-nitrosylace patří mezi jeden z nejdůležitějších molekulárních mechanismů v rámci buněčné signalizace oxidu dusnatého. S-nitrosylace spočívá v reverzibilní navázání NO skupiny na thiolovou skupinu (-SH) postranního řetězce cysteinu. V posledních letech byla provedena řada studií zabývajících se problematikou zapojení S-nitrosylovaných proteinů v obranné reakci rostlin při působení stresu. Studia naznačují, že za fyziologických nebo stresových podmínek dochází k vyšší produkci NO a následnému zvýšení produkce S-nitrosylovaných proteinů. Tato práce se zabývá studiem produkce NO a S-nitrosylace v průběhu působení abiotického stresu (50-200 mol-l-1 CdCl2 a 50-150 mmol-l-1 NaCl) u modelového systému tří genotypů rajčete (S. lycopersicum cv. Amateur, S. habrochaites, S. lycopersicum cv. Micro-Tom). Cílem studie bylo zjistit, jak aplikace salinitního stresu či stresu těžkými kovy ovlivňuje produkci NO. Dále zaznamenat případné změny hladiny S-nitrosothiolů a také S-nitrosylace proteinů. Byl sledován vliv na vývoj klíčních rostlin Solanum spp., tj. na fyziologické parametry délku primárního kořene a délku nadzemní části. Pomocí dvou fluorescenčních sond (DAF-FM-DA a CuFL) byl sledován nárůst hladiny NO u všech studovaných genotypů v závislosti na koncentraci testované látky. Prvotní výsledky také naznačují zvýšenou produkci S-nitrosothiolů a S-nitrosylovaných protein detekovaných metodou biotin-switch. Oba typy abiotického stresu způsobily morfologické změny v primárních a postranních kořenech.

Abstract:

Protein S-nitrosylation, the covalent binding of nitric oxide (NO) to protein cysteine residues, is one of the main mechanisms of NO signaling in cells. In recent years, a wide number of studies dealt with the involvement of S-nitrosylated proteins in the plant defense responses after exposure to stress conditions. It was suggested that stress conditions leads to the increased levels of NO and subsequent increase in the production of S-nitrosylated proteins. This work is focused on the study of NO production and S-nitrosylation during different abiotic stress conditions (50-200 mol-l-1 CdCl2 and 50-150 mmol-l-1 NaCl) using as the model plants three tomato genotypes (S. lycopersicum cv. Amateur, S. habrochaites, S. lycopersicum cv. Micro-Tom). The main objectives included to study if salinity or cadmium treatment promotes NO production, to detect any changes in S-nitrosylation pattern and overall impact on growth rate. Using two different fluorescent probes (CuFL and DAF-FM-DA) were observed gradual increase in NO production depending on the concentration of sodium chloride or cadmium. Preliminary data also suggests increased production of S-nitrosothiols in concentration-dependent manner and S-nitrosylated proteins were detected using biotin-switch technique. Both types of abiotic stress factors caused morphological changes in primary and lateral roots.

Keywords

Oxid dusnatý, S-nitrosylace, S-nitrosothioly, S-nitrosoglutathionreduktasa, těžké kovy, salinita

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 5. 2016

Accessible from:: 9. 5. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Tereza Tichá

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry