Geri Dön

A proteomic approach to the comparison of two pine species: proteomes of pinus brutia and pinus sylvestris under environmental stress

İki çam türünün karşılaştırılmasına proteomik bir yaklaşım: Pinus brutıa ve Pinus sylvestrısın çevresel baskı altında proteomları

PDF İndir

  1. Tez No: 365597
  2. Yazar: CAN YILMAZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MESUDE İŞCAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Biyokimya, Biyoteknoloji, Science and Technology, Biochemistry, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyokimya Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 142

Özet

Kuraklık ve soğuk bitki türlerinin gelişimini ve dağılımını etkileyen çevresel faktörlerdir. Bu çalışmada, farklı çevresel koşullara adapte olmuş iki çam türü: Pinus brutia Ten (kızıl çam) ve Pinus sylvestris L. (sarı çam) bu baskı koşulları altında, bir proteom çalışmasına konu edilmişlerdir. Her bir türden olmak üzere, aynı bölge ve yükseklikten 20 sağlıklı ağaç işaretlenmiş ve iğne yaprakları yılda üç kez; kurak ve sıcak yaz mevsimi, soğuk kış mevsimi ve ılıman ve yağışlı bahar mevsimi sonunda örneklenmiştir. Fotosentetik pigmentlerdeki, prolin, malondialdehit (MDA), glutatyon (GSH) miktarlarındaki ve Glutatyon-S-transferaz (GST) enzim aktivitelerindeki değişimler her iki çam türü üzerindeki çevresel baskının varlığını ve büyüklüğünü göstermek üzere izlenmiştir. Devlet Meteoroloji Müdürlüğü tarafından sağlanan hava sıcaklığındaki, toplam nem ve yağış miktarlarındaki değişimler de hipotezin güçlendirilmesi için kullanılmıştır. Yeni ve nispeten daha etkili bir protein özütleme metodu tasarlanmış ve bu metodun kullanımıyla örneklere ait iki boyutlu-SDS-poliakrilamit jel elektroforezi (2D-SDS-PAGE) görüntüleri analiz edilip karşılaştırılabilmiştir. LC-MS/MS verilerinin analizleri farklı algoritmalar ile çalışan iki farklı arama motoru (OMMSA ve X!Tandem) ile gerçekleştirilmiştir ve bu analizlerin sonuçları ve western blotlama ile elde edilen destekleyici veriler kızıl çamın ve sarı çamın proteomlarının mevsimlere gore gösterdiği değişimleri açıklamıştır. Her iki çam türüne ait prolin ölçümleri, pek çok çalışmada da ifade edildiği gibi, sıfırın altındaki sıcaklığın ortaya çıkardığı su baskısına karşı ozmotik dengeyi koruyacak şekilde artış göstermiştir. Bu molekülün yazın gösterdiği değişimler ise başka metabolik yolaklar tarafından şekillendirilmiş olabilir. MDA seviyeleri beklenen değişimleri sergilememiştir, ancak, GSH havuzundaki değişimler toplam GST aktivitesinde izlenen değişimler ile uyumludur: enzim aktivitesi arttığında, GSH havuzu artan ihtiyacın sonucu olarak küçülmüştür. Bu ilişki, yazın P. sylvestris ve kışın P. brutia?da oksidatif baskının arttığına yönelik önermeyi de kuvvetlendirmektedir. P. sylvestris kışın soğuk aklimasyonu kapsamında fotosentetik mekanizmalarını azaltmakta, klorofil-(a+b)/karotenoid oranını düşürmekte, ve HSP ve chaperon seviyelerini önemli derecede artırmaktadır. Diğer yandan, tahmin edildiği şekilde, P. brutia dondurucu sıcaklık değerleriyle başa çıkmakta sarı çam kadar başarılı değildir. Meteorolojik veriler bahar döneminde de don olaylarının bulunduğunu göstermiştir ve aynı dönemde P. brutia?nın fotosentetik mekanizmasındaki erken artış yüksek baskı seviyesinin bir nedeni olabilir. Soğuk baskısı altında, her iki tür de artan ATP ihtiyacını karşılayacak şekilde enerji üretim mekanizmalarının hızını ve oranını artırmışlardır. UDP-Glukoz pirofosforilaz, Fosfogliserat kinaz, ATP-sitrat sentez beta zinciri proteini benzeri-1, sitrat sentez, sitrat sentez 3, NAD- malik enzim 1 gibi solunum sistemi enzimlerindeki artış, artan ATP üretimini işaret etmektedir. Ayrıca glikolizin devamlılığının sağlanmasında önemli bir işlevi olan alkol dehidrogenaz miktarındaki artış yine artan enerji ihtiyacının göstergesi olabilir.

Özet (Çeviri)

Drought and cold are environmental factors that affect the development and dispersion of plant species. In this study, two pine species adapted to different environmental conditions: Pinus brutia Ten. (Turkish red pine) and Pinus sylvestris L. (Scots pine) were subjected to a proteome research under those stresses. 20 trees from each species, located in the same region and elevation at Yalıncak area in METU Campus, were marked and sampled for their needles, three times in a year: at the end of dry and hot summer, cold winter and, mild and rainy spring. The changes in the photosynthetic pigments, biochemical stress markers such as proline, Malodialdehyde (MDA), Glutathione (GSH) contents and Glutathione S-transferase (GST) enzyme activities were recorded to provide supportive data for the presence and magnitude of stress for both conifer species. The changes in air temperature, humidity and total rainfall provided by Turkish State Meteorological Service were also used to strengthen the hypothesis. A new and relatively more efficient protein extraction method was introduced and by using this method two dimensional SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (2D-SDS-PAGE) images of samples were analysed and compared with each other. The analysis of LC-MS/MS data were performed by two different search machines (OMMSA and X!Tandem) having different algorithms and the results of these applications and supportive data provided by western blotting experiments revealed the proteomic changes in P. brutia and P. sylvestris needles with respect to season. As stated in many studies, proline content of both pine species were relatively higher in winter season to protect osmotic balance against increased water stress created by sub-freezing temperatures. The fate of this molecule in summer season might be shaped by some other metabolic necessities. MDA levels didn?t exhibited expected changes, however the changes in the GSH pool were purposeful with respect to the specific activity values of the total GST in both species: when the enzymatic activity rose, the pool was waned because of increased demand. Moreover, this relationship strengthens the proposition of higher oxidative stress in summer for P. sylvestris and in winter for P. brutia. P. sylvestris decreased photosynthetic machinery, exalted chlorophyll-(a+b)/carotenoid ratio and significantly increased HSPs and chaperonin levels as a part of cold-hardening. On the other hand, as expected, P. brutia trees were not as successful as scots pine in management of sub-freezing temperatures. The meteorological data showed the presence of frost days in spring season and, an early increase in the photosynthetic machinery in the P. brutia needles in this period might be a reason for elevated stress levels. Under cold stress conditions both of the species tend to increase the rate or the dimension of energy harvesting mechanism to meet the ATP need. Up-regulated respiratory system enzymes such as UDP-Glucose Pyrophosphate, Phosphoglycerate kinase, ATP-citrate synthase beta chain protein 1-like, citrate synthase, citrate synthase 3, NAD-dependent malic enzyme 1 pointed an increased ATP production. Moreover, the increase in the amount of Alcohol Dehydrogenase, which protects the sustainable proceeding of glycolysis, might be an indicator of this exalted need for energy because it seemed that it forced needle cells to gather energy even from anaerobic respiration.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    421256

    Proteome analysis of Brachypodium distachyon leaves under drought stress

    Kuraklık stresi altında Brachypodium distachyon yapraklarının proteom analizi

    ÖZGE TATLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY

  2. Tez No

    530010

    Proteomic analyses of biological samples by using different mass spectrometric strategies

    Biyolojik örneklerin farklı kütle spektrometrik stratejiler kullanarak proteomik analizleri

    MELİKE DİNÇ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Biyokimyaİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TALAT YALÇIN

  3. Tez No

    313773

    Studies on the mechanism of resistance against pyrethroids in Helicoverpa armigera: Molecular and proteomic approach

    Helicoverpa armigeranın piretroidlere karşı geliştirdiği dayanıklılığın mekanizması üzerine çalışmalar: Moleküler ve proteomik yaklaşım

    METİN KONUŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    BiyokimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyokimya Ana Bilim Dalı

    PROF. MESUDE İŞCAN

  4. Tez No

    275468

    Koca engerek, Macrovipera lebetina (Linnaeus, 1758)'nın Güneydoğu Anadolu ve Kıbrıs alt türlerinin zehirlerinin proteomik ve spektroskopik yöntemlerle karşılaştırılması

    Venom comparisons of the two subspecies of blunt-nosed viper, Macrovipera lebetina (Linnaeus, 1758) from South-Eastern Anatolia and cyprus by proteomic and spectroscopic methods

    NAŞİT İĞCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    BiyolojiAnkara Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. FATMA DUYGU ÖZEL DEMİRALP

  5. Tez No

    887183

    Metabolism-oriented multiomics data integration

    Farklı omı̇k verı̇lerı̇n metabolı̇zma odaklı entegrasyonu

    AYCAN ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. ALİ ÇAKMAK

Geri Dön