Funkční charakterizace Lipid Transfer Proteinů rostlin a jejich role v imunitní odpovědi

Bc. Ondřej Žamberský

Bachelor's thesis

Functional characterisation of plants Lipid Transfer Proteins and their role in immune response

Abstract:

Lipid transfer proteiny (LTPs) jsou skupina malých bazických proteinů, které mají in vitro schopnost vázat a přenášet látky hydrofobního cha-rakteru. Společným strukturním znakem LTPs jsou čtyři alfa-helixy stabilizované cysteinovými můstky, které tvoří vnitřní nepolární duti-nu, do které se mohou vázat hydrofobní molekuly. I když jsou LTPs známy dlouhou dobu, tak jejich biologická aktivita nebyla stále plně pochopena. Díky sekvenci pro signální peptid jsou sekretovány do apo-plastu, kde jsou přímo nebo nepřímo zapojeny do mnoha fyziologických procesů, jako je přenos signálu při imunitní odpovědi, tvorba kutikuly nebo rozvolnění buněčné stěny při růstu buňky. V rámci předkládané bakalářské práce jsem se pokusil blíže charakteri-zovat biologickou aktivitu vybraných LTPs. Z buněk Nicotiana tabacum cv. Xanthi byly izolovány geny pro čtyři vybrané LTPs, které byly naklo-novány do expresního vektoru pPIC9 a transformovány do kompetent-ních buněk Pichia pastoris, ve kterých byla provedena jejich extracelu-lární exprese. Rekombinantní LTPs byly následně purifikovány meto-dou iontově-výměnné FPLC a pomocí fluorimetrických metod byla kvantifikována jejich schopnost přenášet steroly a fosfolipidy. Dále byla rovněž měřena schopnost vybraných LTPs vázat mastné kyseliny a vy-brané signální molekuly podílející se na systémové rezistenci rostlin.

Abstract:

Lipid transfer proteins (LTPs) forms a family of small basic proteins that have the in vitro ability to bind and transfer hydrophobic mole-cules. A common feature of LTPs structure is four alpha-helices stabi-lized by cysteine bridges that form an internal non-polar cavity into which hydrophobic molecules can bind. Although LTPs have been known for a long time, their biological activity has still not been fully understood. Due to the sequence for the signal peptide, they are secret-ed into the apoplast, where they are directly or indirectly involved in many physiological processes, such as signal transduction in the im-mune response, cuticle formation or cell wall loosening during cell growth. In the bachelor thesis, I tried to characterize the biological activity of selected LTPs. From the cells of Nicotiana tabacum, cv. Xanthi genes for four selected LTPs were isolated, cloned into the expression vector pPIC9 and transformed into competent Pichia pastoris cells for heterol-ogous expression. Recombinant LTPs were subsequently purified by ion-exchange FPLC and their ability to transfer sterols and phospholip-ids was determined by fluorometric methods. Furthermore, the ability of selected LTPs to bind fatty acids and selected signalling molecules involved in systemic plant resistance was also measured.

Keywords

LTP, přenos lipidů, exprese proteinu, FPLC, rostlinná imunita, buněčná stěna, SDS-PAGE

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 6. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 7. 7. 2021
• Supervisor: doc. Mgr. Jan Lochman, Ph.D.
• Reader: Mgr. Martina Zapletalová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry