Funkční charakterizace N-acetyltransferasy z Arabidopsis thaliana

Bc. Natálie BAHULOVÁ

Bakalářská práce

Functional characterization of N-acetyltransferase from Arabidopsis thaliana

Anotace:

Polyaminy jsou nízkomolekulární polykationty vyskytující se v rostlinách, jejichž hlavní zástupci jako putrescin, spermin a spermidin hrají důležitou roli při buněčném dělení, růstu, stárnutí listů, abiotické či biotické stresové reakci. Acetylace těchto polyaminů byla pozorována nejen u savců, ale také u rostlin, kde má podstatnou regulační funkci ve stresových reakcích. V Arabidopsis thaliana je přítomen enzym N-acetyltransferasové aktivity 1 a 2 (NATA1, NATA2), přičemž oba isoenzymy vykazují odlišnou substrátovou specifičnost. V případě NATA1 se předpokládá funkce putrescinacetyltransferasy, zatímco NATA2 má pravděpodobně funkci sperminacetyltransferasy. V experimentální části byla pomocí geneticky modifikované bakterie Escherichia coli obsahující plazmid s čtecím rámcem pro příslušný protein vyprodukována NATA1 a NATA2 z Arabidopsis thaliana. Za použití Ellmanovy spektroskopické metody byla stanovena substrátová specifičnost obou isoenzymů, vliv vybraných solí na jejich aktivitu. Na základě naměřených hodnot byla potvrzena odlišná substrátová specifičnost NATA1 a NATA2, přičemž NATA1 acetylovala ornithin rychleji než diaminopropan, zatímco NATA2 pomaleji. Také přítomnost jednotlivých solí o koncentraci 1,0 mmol.l-1 měla za následek pokles aktivity enzymu.

Abstract:

Polyamines are low molecular weight polycations found in plants, whose main representatives such as putrescine, spermine and spermidine play an important role in cell division, growth, leaf ageing, abiotic or biotic stress response. The acetylation of these polyamines has been observed not only in mammals, but also in plants where it has substantial regulatory function on stress reactions. The enzyme N-acetyltransferase activity 1 and 2 (NATA1, NATA2) is present in Arabidopsis thaliana, wherein the two isoenzymes exhibit different substrate specifity. In the case of NATA1, a putrescine acetyltransferase function is supposed, while NATA2 has probably a function as a spermine acetyltransferase. In the experimental part, the genetically modified bacterium Escherichia coli containing a plazmid with a reading framework for the respective protein was used for production of NATA1 a NATA2 from Arabidopsis thaliana. The substrate specificity of both isoenzymes as well as the effect of the selected salts on its activity were determined using Ellman's spectroscopic method. Based on the measured values, different substrate specificity of NATA1 and NATA2 was confirmed, wherein NATA1 acetylated ornithine faster than diaminopropane, while NATA2 slower. Also, the presence of salts with a concentration of 1,0 mmol.l-1 resulted in a decrease of enzyme activity.

Klíčová slova

Arabidopsis thaliana, N-acetyltransferasová aktivita, spermin/spermidin N1-acetyltransferasa, polyaminy

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 10. 5. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 7. 6. 2021
• Vedoucí: Mgr. Jan Frömmel, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie