Studium úlohy biliverdinu jako antioxidační látky v rostlinných modelech

Mgr. Petra KREJČÍ

Diplomová práce

Study of biliverdine role as antioxidant compound in plant models

Anotace:

Teoretická část diplomové práce je zaměřena na biliverdin (BV) a metody jeho stanovení. V úvodu práce jsou shrnuty funkce hemu u rostlin. Dále je pozornost věnována funkcím BV u rostlin se zaměřením na biosyntetické dráhy BV - vznik BV degradací hemu katalyzovanou hemoxygenasou (HO) a využití BV v syntéze fytochromů. Následující kapitoly se zabývají úlohou BV ve stresových podmínkách, kde se předpokládá úloha BV jako antioxidantu. Závěrečné kapitoly shrnují doposud publikované metody stanovení BV. V rámci praktické části byla zavedena a testována metoda fluorimetrické kvantifikace BV, která má nízkou citlivost pro stanovení BV v rostlinných vzorcích. Byla zavedena UHPLC-MS/MS metoda analýzy BV za využití syntetického standardu BV, včetně citlivé metody kvantifikace s využitím deuteriem-značeného BV. Optimalizovaná metoda UHPLC-MS/MS byla aplikována pro stanovení BV v rostlinných vzorcích. Byl pozorován vliv induktorů HO na vývoj kořenového systému, aktivitu HO a obsah BV ve vzorcích kořenových částí Solanum lycopersicum cv. MicroTom. Byl pozorován vliv abiotického stresu na vývoj, aktivitu HO, obsah BV a peroxidaci lipidů v kořenových a nadzemních částech semenáčků S. lycopersicum cv. MicroTom a S. lycopersicum cv. Amateur. Dále byla sledována interakce BV s reaktivními formami dusíku in vitro. Výsledky práce potvrzují změny hladin BV v kořenech rostlin v souvislosti se změnami aktivity HO a vlivem stresových podmínek. Pro objasnění funkcí BV v kořenech rostlin bude potřeba dalšího výzkumu.

Abstract:

The diploma work is focused on biliverdin (BV) and methods of its determination in its theoretical part. The introduction summarizes function of heme in plants. Further attention is paid to functions of BV in plants with a focus on biosynthetic pathways the formation of BV by heme degradation by catalysis of heme oxygenase (HO) and the use of BV in phytochrome synthesis. The following part focuses on role of BV in stress conditions where the role of BV is assumed as an antioxidant. The final part summarizes methods of BV determination which have been published up to now. In practical part the method of fluorimetric quantification was introduced and tested which has a low sensitivity for BV determination in plant samples. UHPLC-MS/MS method of BV analysis was introduced using the synthetic standard of BV including sensitive method of quantification using deuterium-labeled standard of BV. Optimized UHPLC MS/MS method was used for BV determination in plant samples. Effect of HO inductors was observed for development of root system, HO activity and BV content in root samples of Solanum lycopersicum cv. MicroTom. Effect of abiotic stress was observed for development, HO activity, BV content and lipid peroxidation in root and overground part of seedlings of S. lycopersicum cv. MicroTom and S. lycopersicum cv. Amateur. Further, interaction of BV with reactive nitrogen species was observed in vitro. Results of work confirm changes of BV levels in roots of plants which are in connection with changes of HO activity under influence of stress conditions. Further research is needed for clarification of BV function in plant roots.

Klíčová slova

Biliverdin, hemoxygenasa, Solanum lycopersicum, ultravysokotlaká kapalinová chromatografie, hmotnostní spektrometrie, hemin, abiotický stres, oxidační stres

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 27. 4. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 28. 5. 2018
• Vedoucí: prof. Mgr. Marek Petřivalský, Dr.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie