Úloha 8-nitro-cGMP v signálních drahách rostlin

Bc. Hana BERANOVÁ

Master's thesis

The role of 8-nitro-cGMP in signalling pathways in plants

Anotácia:

Tato diplomová práce se v teoretické části zaměřuje na biologické vlastnosti a funkce cyklického 8-nitroguanosinmonofosfátu (8-nitro-cGMP). V úvodu jsou nejprve uvedeny obecné kapitoly zahrnující význam posttranslačních modifikací proteinů se zaměřením na modifikace thiolové skupiny cysteinu. Dále teoretická část zahrnuje vznik funkci a metabolismus oxidu dusnatého. Další kapitoly se zabývají vznikem, metabolismem a funkcí 8-nitro-cGMP u živočichů a rostlin se zaměřením na úlohu 8-nitro-cGMP v S-guanylaci proteinů. V praktické části práce byly syntetizovány 8-nitro-cGMP a 8-merkapto-cGMP. S využitím experimentálního modelu epidermálních stripů listů Nicotiana tabacum ekotyp Xanthi bylo sledováno jejich působení na uzavírání průduchů. Dále bylo testováno zapojení vápenatých iontů, sulfanu a cyklické adenosindifosfátribosy v signálních drahách testovaných látek. Byla ověřena produkce oxidu dusnatého a zapojení S-nitrosylace a enzymu S-nitrosoglutathionreduktasy (GSNOR) v regulaci uzavírání průduchů. Byla provedena imunohistochemická detekce GSNOR v epidermálních stripech N. tabacum s využitím konfokální mikroskopie. Dále byl testován vliv 8-nitro-cGMP na klíčení semen Arabidopsis thaliana a N. tabacum. Byl ověřen účinek 8-nitro-cGMP na uzavírání průduchů s využitím epidermálních stripů listů N. tabacum a byl pozorován stimulační vliv 8-nitro-cGMP na klíčení semenáčků A. thaliana a N. tabacum.

Abstract:

This diploma thesis focuses in the theoretical part on the biological properties and functions of cyclic 8-nitroguanosine monophosphate (8-nitro-cGMP). In the introduction, general chapters on posttranslational modifications of proteins focusing on modifications of the thiol group of protein cysteines are first mentioned. Furthermore, the theoretical part includes the formation, functions and metabolism of nitric oxide. Other chapters deal with the formation, metabolism and function of 8-nitro-cGMP in animals and plants, with a focus on the role of 8-nitro-cGMP in S-guanylation of proteins. In the practical part, 8-nitro-cGMP and 8-mercapto-cGMP were synthesized. Using the experimental model of epidermal stripes of Nicotiana tabacum ecotype Xanthi, their effect on the stomatal closure was studied. In addition, the involments of calcium ions, sulphane and cyclic adenosine diphosphate ribose in the signaling pathways of the studied substances was tested. Nitric oxide production and involvement of S-nitrosylation and S-nitrosoglutathione reductase enzyme (GSNOR) have been verified in regulation of stomatal closure. Immunohistochemical detection of GSNOR was performed in N. tabacum epidermal strips using confocal microscopy. In addition, the effect of 8-nitro-cGMP on germination of Arabidopsis thaliana and N. tabacum seeds was tested. The effect of 8-nitro-cGMP in regulation of stomatal closure with the epidermal strains of N. tabacum confirmed and stimulant effects of 8-nitro-cGMP on germination of A. thaliana and N. tabacum seeds was observed.

Kľúčové slová

8-nitro-cGMP, 8-SH-cGMP, Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum, oxid dusnatý, reaktivní formy kyslíku, průduchy

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 4. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 29. 5. 2017
• Vedúci: prof. Mgr. Marek Petřivalský, Dr.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Biochemistry / Biochemistry