Studium enzymů s diaminooxidasovou a aminoaldehyddehydrogenasovou aktivitou v reakci na teplotní stres hrachu setého (Pisum sativum).

Bc. Jana ŠTANCLOVÁ

Master's thesis

Study of enzymes with diaminooxidase and aminoaldehyde dehydrogenase activity in response to the temperature stress of pea (Pisum sativum).

Abstract:

V rámci obranné reakce na teplotní stres (TS) se zvyšuje produkce reaktivních forem kyslíku (ROS) a dusíku (RNS), exprese heat shock proteinů (Hsp) a aktivita antioxidačních enzymů eliminujících ROS. Nezastupitelnou roli v obranných mechanismech mají polyaminy (PA). Klíčovou roli v katabolismu PA hrají aminoxidasy - polyaminoxidasy (PAO), diaminoxidasy (DAO) a aminoaldehydehydrogenasy (AMADH). Cílem diplomové práce bylo sledovat možné zapojení AMADH a DAO v obranných reakcích rostlin na působení krátkodobého (2 h při 45 °C) a dlouhodobého (45 °C) TS a možnost regulace jejich aktivity S-nitrosylací v důsledku zvýšené produkce oxidu dusnatého. Studie byla realizována na dvou kultivarech hrachu setého (Pisum sativum cv. Kudrnáč a Pisum sativum cv. Twinset) s rozdílnou odolností vůči patogenním organismům. U hrachu setého kultivar Twinset (odolný na patogeny) na rozdíl od kultivaru Kudrnáč (citlivý) v reakci na krátkodobý TS byla zaznamenána aktivace obranných mechanismů, tj. zvýšená aktivita askorbátperoxidasy, produkce Hsp, zvýšená aktivita AMADH vedoucí k produkci -aminomáselné kyseliny (GABA). V reakci na TS byla prokázaná zvýšená produkce ROS a RNS u obou kultivarů hrachu setého. Výsledky experimentů s dithiotreitolem a korelace detekované hladiny S-nitrosylovaných proteinů se změnami v aktivitách AMADH v důsledku krátkodobého TS poukazují na možnost regulace aktivity AMADH S-nitrosylací. Toto tvrzení je nutné následně dále prokázat např. metodou biotin switch.

Abstract:

As a response to temperature stress (TS), the production of reactive oxygen or nitrogen species (ROS, RNS), heat shock protein (Hsp) expression, and the activity of antioxidant enzymes are increasing. Polyamines (PA) play an irreplaceable role in defense mechanisms. Amine oxidases - polyamine oxidases (PAO), diamine oxidases (DAO) and aminoaldehyde dehydrogenases (AMADH) play a key role in the catabolism of PA. The aim of the thesis was to study the possible involvement of AMADH and DAO in plant defense responses to the short-term (2 h at 45 °C) or long-term (45 °C during whole experiment) TS and regulation their activity by S-nitrosylation due to increased nitric oxide production. For experiments, two cultivars of pea (Pisum sativum cv. Kudrnáč and Pisum sativum cv. Twinset) with different pathogen resistance, were used. In response to short-term TS, pathogen resistant cultivar Twinset has been shown to activate defence mechanisms, ie increased ascorbate peroxidase activity, Hsp production, increased AMADH activity leading to production of -aminobutyric acid (GABA). In response to TS, increased production of ROS and RNS has been demonstrated in both pea cultivars. Results of experiments with dithiotreitol showed a correlation between detected levels of S-nitrosylated proteins and changes in AMADH activity indicating the possibility of regulation of AMADH activity by S-nitrosylation during short-term TS. This statement must then be further demonstrated, for example, by the biotin switch method.

Keywords

Aminoaldehyddehydrogenasa, diaminoxidasa, heat shock proteiny, hrách setý, polyaminy, reaktivní formy dusíku, reaktivní formy kyslíku, teplotní stres

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 28. 5. 2019
• Supervisor: doc. RNDr. Lenka Luhová, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry