Isopentenyltransferasy (IPT) jsou enzymy prvního kroku biosyntézy rostlinných hormonů cytokininů, které vznikají prenylací (isopentenylací) adeninu. IPT jsou podle substrátové specifity děleny na adenylátové a tRNA. Adenylátové IPT (EC 2.5.1.27) katalyzují isopentenylaci AMP, ADP nebo ATP. V genomu Arabidopsis thaliana bylo identifikováno 7 adenylátových IPT (AtIPT1, AtIPT3 až 8), přičemž u těchto IPT slouží jako donor isoprenoidního řetězce dimethylalyl difosfát (DMAPP) a (E)-4-hydroxy-3-methyl-but-2-enyl difosfát (HMBDP). U AtIPT3 bylo zjištěno, že DMAPP slouží nejenom jako prekurzor pro biosyntézu, ale že farnesyluje samotný enzym na cysteinu 333 což ovlivňuje lokalizaci enzymu na buněčné úrovni i jeho substrátovou specifitu. Obdobný aminokyselinový motiv pro prenylaci byl nalezen i u AtIPT7. Teoretická část této bakalářské práce se soustředí na rešerši dosavadních poznatků v této oblasti. Cílem experimentální části je příprava rekombinantní AtIPT7 v kvasinkovém expresním systému (Saccharomyces serevisiae) za účelem prenylace tohoto enzymu.
Zásady pro vypracování
Isopentenyltransferasy (IPT) jsou enzymy prvního kroku biosyntézy rostlinných hormonů cytokininů, které vznikají prenylací (isopentenylací) adeninu. IPT jsou podle substrátové specifity děleny na adenylátové a tRNA. Adenylátové IPT (EC 2.5.1.27) katalyzují isopentenylaci AMP, ADP nebo ATP. V genomu Arabidopsis thaliana bylo identifikováno 7 adenylátových IPT (AtIPT1, AtIPT3 až 8), přičemž u těchto IPT slouží jako donor isoprenoidního řetězce dimethylalyl difosfát (DMAPP) a (E)-4-hydroxy-3-methyl-but-2-enyl difosfát (HMBDP). U AtIPT3 bylo zjištěno, že DMAPP slouží nejenom jako prekurzor pro biosyntézu, ale že farnesyluje samotný enzym na cysteinu 333 což ovlivňuje lokalizaci enzymu na buněčné úrovni i jeho substrátovou specifitu. Obdobný aminokyselinový motiv pro prenylaci byl nalezen i u AtIPT7. Teoretická část této bakalářské práce se soustředí na rešerši dosavadních poznatků v této oblasti. Cílem experimentální části je příprava rekombinantní AtIPT7 v kvasinkovém expresním systému (Saccharomyces serevisiae) za účelem prenylace tohoto enzymu.
Seznam doporučené literatury
1.Bracha-Drori K, Shichrur K, Lubetzky TC, Yalovsky S (2008) Functional Analysis of Arabidopsis Postprenylation CaaX Processing Enzymes and their Function in Subcellular Protein Targeting. J Plant Physiol 148, 119-131.
2.Galichet A, Hoyerová K, Kamínek M, Gruissem W (2008) Farnesylation Directs AtIPT3 Subcellular Localization and Modulates Cytokinin Biosynthesis in Arabidopsis. J Plant Physiol 146, 1155-1164.
3.Kakimoto T (2001) Identification od Plant Cytokinin Biosynthetic Enzymes as Dimethylallyl Diphosphate:ATP/ADP Isopentenyltransferases. Plant Cell Physiol 42, 677-685.
4.Kakimoto T (2008) Biosynthesis of Cytokinins. J Plant Res 116, 233-239.
5.Yalovsky S, Trueblood CE, Callan KL, Narita JO, Jenkins SM, Rine J, Gruissem W (1997) Plant Farnesylation Can Restore Yeast Ras Signaling and Mating. Mol Cell Biol 4, 1986-1994.
Seznam doporučené literatury
1.Bracha-Drori K, Shichrur K, Lubetzky TC, Yalovsky S (2008) Functional Analysis of Arabidopsis Postprenylation CaaX Processing Enzymes and their Function in Subcellular Protein Targeting. J Plant Physiol 148, 119-131.
2.Galichet A, Hoyerová K, Kamínek M, Gruissem W (2008) Farnesylation Directs AtIPT3 Subcellular Localization and Modulates Cytokinin Biosynthesis in Arabidopsis. J Plant Physiol 146, 1155-1164.
3.Kakimoto T (2001) Identification od Plant Cytokinin Biosynthetic Enzymes as Dimethylallyl Diphosphate:ATP/ADP Isopentenyltransferases. Plant Cell Physiol 42, 677-685.
4.Kakimoto T (2008) Biosynthesis of Cytokinins. J Plant Res 116, 233-239.
5.Yalovsky S, Trueblood CE, Callan KL, Narita JO, Jenkins SM, Rine J, Gruissem W (1997) Plant Farnesylation Can Restore Yeast Ras Signaling and Mating. Mol Cell Biol 4, 1986-1994.