Elicitiny jsou malé extracelulární proteiny sekretované patogenními organismy rodů Phytophthora a Pythium, které během interakce s hostitelskou buňkou aktivují obranné reakce rostlin související s produkcí oxidu dusnatého (NO).
V rostlinných obranných mechanismech se významně uplatňuje S-nitrosylace cysteinových thiolů, posttranslační modifikace proteinů představující hlavní signální dráhu NO. Na enzymové regulaci hladiny S-nitrosylovaných proteinů se
u rostlin podílí S-nitrosoglutathionreduktasa (GSNOR) a thioredoxinreduktasa (TrxR).
Tato diplomová práce se zabývá studiem možného vlivu elicitinů kryptogeinu
a infestinu a jejich mutantů v poloze 13 a 84 na proces S-nitrosylace u čtyř genotypů Solanum spp. vedoucí k možným změnám rezistence vůči patogenu Pseudoidium neolycopersici. Cílem práce bylo zjistit, jak aplikace elicitinů a jejich mutantů ovlivní hladiny proteinových S-nitrosothiolů, aktivity enzymů GSNOR a TrxR v listech neinfikovaných vzorků a také během patogenese P. neolycopersici. Vlivem studovaných elicitinů došlo k nárůstu proteinových
S-nitrosothiolů u neinfikovaných vzorků u všech testovaných genotypů Solanum spp. Změny o různé intenzitě byly zaznamenány v aktivitách enzymů GSNOR a TrxR v závislosti na typu elicitinu a studovaném genotypu.
Anotace v angličtině
Elicitins are extracellular elicitors secreted by pathogenic organisms of genus Phytophthora and Pythium. Elicitins activate defense responses associated with biosynthesis of nitric oxide (NO) during the plant-pathogen interaction.
S-nitrosylation of cysteine residues in proteins, posttranslational modification representing the major NO signaling pathway, plays an important role in the plant defense mechanisms. Two denitrosylation enzymes,
S-nitrosoglutathione reductase (GSNOR) and thioredoxine reductase (TrxR), are involved in the regulation of S-nitrosylated proteins levels.
The aim of the diploma thesis was to study the influence of elicitins and their mutants on the level of protein S-nitrosothiols in leaves of four Solanum spp. genotypes and during pathogenesis of tomato powdery mildew. The activities of two enzymes involved in denitrosylation processes, GSNOR and TrxR, were analyzed. The studied elicitins caused increased levels of protein
S-nitrosothiols in all studied Solanum spp. genotypes. Different modulation of GSNOR and TrxR activities depending on the type of elicitin and the studied genotype was detected.
Elicitiny jsou malé extracelulární proteiny sekretované patogenními organismy rodů Phytophthora a Pythium, které během interakce s hostitelskou buňkou aktivují obranné reakce rostlin související s produkcí oxidu dusnatého (NO).
V rostlinných obranných mechanismech se významně uplatňuje S-nitrosylace cysteinových thiolů, posttranslační modifikace proteinů představující hlavní signální dráhu NO. Na enzymové regulaci hladiny S-nitrosylovaných proteinů se
u rostlin podílí S-nitrosoglutathionreduktasa (GSNOR) a thioredoxinreduktasa (TrxR).
Tato diplomová práce se zabývá studiem možného vlivu elicitinů kryptogeinu
a infestinu a jejich mutantů v poloze 13 a 84 na proces S-nitrosylace u čtyř genotypů Solanum spp. vedoucí k možným změnám rezistence vůči patogenu Pseudoidium neolycopersici. Cílem práce bylo zjistit, jak aplikace elicitinů a jejich mutantů ovlivní hladiny proteinových S-nitrosothiolů, aktivity enzymů GSNOR a TrxR v listech neinfikovaných vzorků a také během patogenese P. neolycopersici. Vlivem studovaných elicitinů došlo k nárůstu proteinových
S-nitrosothiolů u neinfikovaných vzorků u všech testovaných genotypů Solanum spp. Změny o různé intenzitě byly zaznamenány v aktivitách enzymů GSNOR a TrxR v závislosti na typu elicitinu a studovaném genotypu.
Anotace v angličtině
Elicitins are extracellular elicitors secreted by pathogenic organisms of genus Phytophthora and Pythium. Elicitins activate defense responses associated with biosynthesis of nitric oxide (NO) during the plant-pathogen interaction.
S-nitrosylation of cysteine residues in proteins, posttranslational modification representing the major NO signaling pathway, plays an important role in the plant defense mechanisms. Two denitrosylation enzymes,
S-nitrosoglutathione reductase (GSNOR) and thioredoxine reductase (TrxR), are involved in the regulation of S-nitrosylated proteins levels.
The aim of the diploma thesis was to study the influence of elicitins and their mutants on the level of protein S-nitrosothiols in leaves of four Solanum spp. genotypes and during pathogenesis of tomato powdery mildew. The activities of two enzymes involved in denitrosylation processes, GSNOR and TrxR, were analyzed. The studied elicitins caused increased levels of protein
S-nitrosothiols in all studied Solanum spp. genotypes. Different modulation of GSNOR and TrxR activities depending on the type of elicitin and the studied genotype was detected.
V teoretické části diplomové práce bylo cílem vypracovat literární rešerši zaměřenou na charakterizaci elicitinů se zaměřením na infestin a kryptogein. Byly zpracovány aktuální poznatky o úloze NO a S-nitrosylace v obranném mechanismu rostlin v průběhu patogenese včetně popisu dvou klíčových enzymů, S-nitrosoglutathionureduktasy a thioredoxinreduktasy, ovlivňující hladinu S-nitrosylovaných proteinů.
Cílem v experimentální části bylo:
- Studium vlivu elicitinů a jejich mutantů na S-nitrosylaci v průběhu patogenese Pseudoidium neolycopersici(stanovení hladiny S-nitrosothiolů Savillovou metodou).
- Detekce S-nitrosylovaných proteinů značených metodou biotin-switch.
- Studium vlivu elicitinů a jejich mutantů na denitrosylaci v průběhu patogenese Pseudoidium neolycopersici (zavedení protokolu pro měření aktivity enzymu thioredoxinreduktasy u rostlin, stanovení aktivity enzymu thioredoxinreduktasy, stanovení aktivity enzymu S-nitrosoglutathionreduktasy).
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie (http://biochemie.upol.cz/index.php/cs/studium/zaverecne-prace).
Práce bude odevzdána na sekretariátě Katedry biochemie ve dvou svázaných výtiscích obsahujících CD s elektronickou verzí závěrečné práce, a to v řádném termínu uvedeném v harmonogramu Katedry biochemie.
Student je povinen vložit ekvivalentní elektronickou podobu závěrečné práce do systému STAG a doplnit povinné údaje o své práci (viz Opatření děkana Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci k provedení některých ustanovení
Studijního a zkušebního řádu UP v Olomouci a Rigorózního řádu UP v Olomouci).
Zásady pro vypracování
V teoretické části diplomové práce bylo cílem vypracovat literární rešerši zaměřenou na charakterizaci elicitinů se zaměřením na infestin a kryptogein. Byly zpracovány aktuální poznatky o úloze NO a S-nitrosylace v obranném mechanismu rostlin v průběhu patogenese včetně popisu dvou klíčových enzymů, S-nitrosoglutathionureduktasy a thioredoxinreduktasy, ovlivňující hladinu S-nitrosylovaných proteinů.
Cílem v experimentální části bylo:
- Studium vlivu elicitinů a jejich mutantů na S-nitrosylaci v průběhu patogenese Pseudoidium neolycopersici(stanovení hladiny S-nitrosothiolů Savillovou metodou).
- Detekce S-nitrosylovaných proteinů značených metodou biotin-switch.
- Studium vlivu elicitinů a jejich mutantů na denitrosylaci v průběhu patogenese Pseudoidium neolycopersici (zavedení protokolu pro měření aktivity enzymu thioredoxinreduktasy u rostlin, stanovení aktivity enzymu thioredoxinreduktasy, stanovení aktivity enzymu S-nitrosoglutathionreduktasy).
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie (http://biochemie.upol.cz/index.php/cs/studium/zaverecne-prace).
Práce bude odevzdána na sekretariátě Katedry biochemie ve dvou svázaných výtiscích obsahujících CD s elektronickou verzí závěrečné práce, a to v řádném termínu uvedeném v harmonogramu Katedry biochemie.
Student je povinen vložit ekvivalentní elektronickou podobu závěrečné práce do systému STAG a doplnit povinné údaje o své práci (viz Opatření děkana Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci k provedení některých ustanovení
Studijního a zkušebního řádu UP v Olomouci a Rigorózního řádu UP v Olomouci).
Seznam doporučené literatury
- Cunniff B., Snider G. W., Fredette N., Hondal R. J., Heintz N. H. (2013): A direct and continuous assay for the determination of thioredoxin reductase activity in cell lysates, Analytical biochemistry, 443, 34-40.
- Foresi N., Correa-Aragunde N., Parisi G., Caló G., Salerno G., Lamattina L. (2010): Characterization of a nitric oxide synthase from the plant kingdom: NO generation from the green alga Ostreococcus tauri is light irradiance and growth phase dependent. Plant Cellullar 22, 3816 3830.
- Kneeshaw S., Gelineau S., Tada Y., Loake G. J., Spoel S. H. (2014): Selective protein denitrosylation activity of thioredoxin-h5 modulates plant immunity. Mol Cell 56,153162.
- Kulik A., Noirot E., Grandperret V., Bourque S., Fromentin J., Salloignon P., Truntzer C., Dobrowolska G., Simon-Plas F., Wendehenne D. (2015): Interplays between nitric oxide and reactive oxygen species in cryptogein signalling. Plant, Cell and Enviroment 38, 331-348.
- Plešková V., Kašparovský T., Obořil M., Ptáčková N., Chaloupková R., Dokládal L., Damborský J., Lochman J. (2011) Elicitine membrane interaction is driven by a positive charge on the protein surface: Role of Lys13 residue in lipids loading and resistance induction. Plant Physiol. Bioch. 49, 321-328.
Seznam doporučené literatury
- Cunniff B., Snider G. W., Fredette N., Hondal R. J., Heintz N. H. (2013): A direct and continuous assay for the determination of thioredoxin reductase activity in cell lysates, Analytical biochemistry, 443, 34-40.
- Foresi N., Correa-Aragunde N., Parisi G., Caló G., Salerno G., Lamattina L. (2010): Characterization of a nitric oxide synthase from the plant kingdom: NO generation from the green alga Ostreococcus tauri is light irradiance and growth phase dependent. Plant Cellullar 22, 3816 3830.
- Kneeshaw S., Gelineau S., Tada Y., Loake G. J., Spoel S. H. (2014): Selective protein denitrosylation activity of thioredoxin-h5 modulates plant immunity. Mol Cell 56,153162.
- Kulik A., Noirot E., Grandperret V., Bourque S., Fromentin J., Salloignon P., Truntzer C., Dobrowolska G., Simon-Plas F., Wendehenne D. (2015): Interplays between nitric oxide and reactive oxygen species in cryptogein signalling. Plant, Cell and Enviroment 38, 331-348.
- Plešková V., Kašparovský T., Obořil M., Ptáčková N., Chaloupková R., Dokládal L., Damborský J., Lochman J. (2011) Elicitine membrane interaction is driven by a positive charge on the protein surface: Role of Lys13 residue in lipids loading and resistance induction. Plant Physiol. Bioch. 49, 321-328.
Přílohy volně vložené
CD ROM
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
V úvodu obhajoby předsedkyně komise doc. RNDr. Lenka Luhová, Ph.D. představila studentku přítomným akademickým pracovníkům a hostům. V rámci prezentace své práce studentka seznámila všechny zúčastněné s cíli práce a hlavními metodami využitými při jejím zpracování, dále se získanými výsledky a z nich vyplývajícími závěry.
Následně byl přečten oponentní posudek. Odpovědi na otázky a připomínky uvedené v posudku oponenta a vedoucího diplomové práce studentka zodpověděla uspokojivě, doložila je vypracované v písemné formě a prezentovala také ústně.
V rámci veřejné diskuse zodpověděla následující dotazy položené přítomnými odborníky:
prof. Šebela: Ví se, v čem spočívá rezistence použitých kultivarů, např. jaké geny se na rezistenci podílejí?