Posttranslační modifikace proteinů a jejich role v klíčení rostlin

Miroslav Berka

Bakalářská práce

Protein posttranslational modifications and their role in seed germination

Anotace:

Posttranslační modifikace proteinů představují komplexní rozšíření diverzity proteomu a poskytují na transkripci nezávislou kontrolu buněčných procesů. Tato práce s názvem "Posttranslační modifikace proteinů a jejich role v klíčení rostlin" stručně pojednává o hlavních posttranslačních modifikacích, blíže rozebírá roli fosforylace proteinů v regulačních cestách rostlin a shrnuje obohacovací techniky využívané ve fosfoproteomice. Experimentální část popisuje vývoj a optimalizaci metod, které mohou být využity v monitorování posttranslačních modifikací v průběhu klíčení obilek ječmene (Hordeum vulgare L.), včetně frakcionace pletiv, ekvalizace proteomu a frakcionačních technik peptidů. Na závěr byly tyto metody použity při analýze účinku peroxidu vodíku na klíčení semen. Celkově bylo v jednotlivých frakcích identifikováno přes 1 400 proteinů. Kvantitativní profily byly stanoveny pro více než 880 proteinů (~60 %) a validované proteiny s rozdílně změněným množstvím by mohly objasnit potencionální mechanismus stimulačního účinku peroxidu vodíku. Peptidy, které by odpovídaly identifikovaným fosfoproteinům obilky, byly v tomto experimentu z velké většiny nezměřitelné a jejich kvantifikace by vyžadovala optimalizovanou cílenou analýzu.

Abstract:

Protein posttranslational modification represents a complex extension of proteome diversity and provides a transcription-independent control of cellular processes. This thesis "Protein posttranslational modifications and their role in seed germination" briefly reviews major posttranslational modifications, highlights the role of protein phosphorylation in plant regulatory circuits, and summarises enrichment techniques that are employed in phosphoproteomics. The experimental part describes the development and optimisation of methods that can be utilised in a monitoring of protein posttranslational modifications during barley (Hordeum vulgare L.) seed germination, including a tissue fractionation, proteome equalisation and peptide fractionation techniques. Finally, these methods were employed in an analysis of hydrogen peroxide effect on seed germination. In total, over 1,400 proteins were identified in individual fractions, quantitative profiles were established for more than 881 (~60%) and the validated differentially abundant proteins could indicate a potential mechanism behind the peroxide stimulatory effect. Peptides that would correspond to the identified seed phosphoproteins were mostly inaccessible in this experiment and would require optimised targeted analysis.

Klíčová slova

hmotnostní spektrometrie, Hordeum vulgare, proteom, klíčení, peroxid vodíku, frakcionace

Keywords

proteome, germination, hydrogen peroxide, fractionation, mass spectrometry, Hordeum vulgare

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 4. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Mgr. Martin Černý, Ph.D.

Mendelova univerzita v Brně

Agronomická fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Agrobiologie / Molekulární biologie a biotechnologie