Vliv divalentních iontů na cytokininovou a etylénovou signální dráhu u rostlin.

Bc. Michal Ondruš

Master's thesis

Effect of divalent ions on the cytokinine and ethylene signalling pathways in plants.

Abstract:

Etylén a cytokininy jsou zodpovědné za regulaci mnohých fyziologických procesů. Signál z cytokininových a etylénových receptorů je zprostředkován k následujícím signálním molekulám pomocí vícekrokové fosforylace (Multi-step phosphorelay - MSP). Jeden z důležitých elementů regulace cytokininového a etylénového signalingu jsou divalentní ionty. Divalentní ionty jsou zodpovědné za přenos fosfátu při MSP. Schopnost etylénových receptorů fosforylovat se může měnit v závislosti na přítomnosti různých divalentních iontů.Experimentální část je zaměřená na etylénový receptor: Ethylene response sensor 1 (ERS1). Hlavním cílem bylo purifikovat histinkinázovou doménu ERS1 (ERS1 HK) a uskutečnit autofosforylaci v přítomnosti různých divalentních iontů. ERS1 HK v přítomnosti Mn2+ fosforyloval, v přítomnosti Mg2+ však již ne. ERS1 HK autofosforyloval též v přítomnosti obou iontů. Podařilo se nám ukázat přenos fosfátu z ERS1 HK na přijímačovou doménu AHK5 (Arabidopsis histidine kinase 5).

Abstract:

The ethylene and cytokinins are phytohormones responsible for a regulation of various physiological processes. The signal from cytokinin and ethylene receptors is transmitted to downstream signalling molecules by phosphotransfer. This signalling pathway is called the multi-step phosphorelay (MSP). One of the key elements regulating the cytokinin and ethylene signalling are divalent metal ions. They are vital for the phosphate transfer in the MSP. The ability to phosphorylate of the ethylene receptors can change in the presence of different divalent ions.The main objective was to perform the autophosphorylation and phosphotransfer assays with the histidine kinase domain of ERS1 (ERS1 HK) in the presence of different divalent ions. We were able to purify the ERS1 HK. The autophosphorylation assay with 32γATP showed that the ERS1 HK was able to phosphorylate in the presence of Mn2+, but not in the presence of Mg2+. The ERS1 HK also autophosphorylated in the presence of both ions. The results from phosphotransfer assay showed a novel phosphate transfer from ERS1 HK to the receiver domain of Arabidopsis Histidine Kinase 5 (AHK5 RD).

Keywords

etylén, cytokinín, receptor, multi-step phosphorelay, histidín kináza, autofosforylace, ERS1, Arabidopsis thaliana, ethylene, histidine kinase, autophosphorylation

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 1. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 7. 2. 2017
• Supervisor: Ing. Blanka Pekárová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics