Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1145822), страница 6

Файл №1145822 Диссертация (Структура и функции сигнальных белков PII у одноклеточных зеленых водорослей Chlamydomonas reinhardtii и Chlorella variabilis) 6 страницаДиссертация (1145822) страница 62019-06-29СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

mediterranei подвергается посттрансляционноймодификации путем уридилирования (Pedro-Roig et al., 2013а). Кроме того, in vitroна рекомбинантных белках было показано прямое взаимодействие обоих белковGlnK с GS, что приводило к возрастанию активности GS в присутствии 2-ОГ(Pedro-Roig et al., 2013б). Эти данные предполагают, что археи, как и бактерии,ассимилируют аммоний по энергетически затратному пути GS-GOGAT только вусловиях недостатка азота. В связи с тем, что PII-белки у архей изучаютсяотносительно недавно, остается много белых пятен в понимании деталеймеханизмов регуляции. Однако уже сегодня полученные экспериментальныеданные указывают на высокую степень консервативности отдельных элементовPII-опосредованной регуляции у прокариот.1.4.

PII эукариотВысшие растения. Координация процессов метаболизма азота и углерода увысших растений особенно сложна в связи с многоклеточным строением этихорганизмов и тканевой специализацией. Азот, поглощаемый корнями в форменитрата, должен быть тут же восстановлен до нитрита и либо использоваться вкорневом метаболизме азота, либо транспортироваться в фотосинтетическиеткани для включения в состав аминокислот. Напротив, углерод фиксируется извоздуха в процессе фотосинтеза и в виде соответствующих предшественниковтакже включается в процессы ассимиляции азота и биосинтеза аминокислот, либо31транспортируется в корни в форме сахаров для обеспечения там достаточногоколичества энергии и углеродных скелетов органических молекул.

Столь сложнаясистемадолжнаиметьсложныймногоступенчатыйконтроль.Дляпрокариотических организмов уже достаточно давно было показано, чтоключевая роль в координации процессов метаболизма азота и углеродапринадлежит сигнальному белку PII. Несмотря на то, что этот белок былдостаточно хорошо охарактеризован у бактерий, для растений он оставался неидентифицированным вплоть до 1998 года (Hsieh et al., 1998). И до сих порнемногочисленные данные касаются, в основном, двух представителей –Arabidopsis thaliana и Oryza sativa (Sugiyama et al., 2004).Как и у цианобактерий, в геноме растений обнаружен единственныйпредставитель семейства PII-белков - GlnB-гомолог (GLB1) (Sant’Anna et al.,2009; Osanai и Tanaka, 2007).

Была показана высокая степень идентичности сцианобактериальными представителями семейства (50-54%). Молекулярная массамономера составляет порядка 15 кДа, гомотримера – 45 кДа (Mizuno et al., 2007).У растений и одноклеточных водорослей этот белок закодирован в ядре, но имеетхлоропластную локализацию (Hsieh et al., 1998; Uhrig et al., 2009). N-концеваяпоследовательность кодирует транзитный пептид хлоропластной локализации,который отрезается у зрелого белка. Кроме того, у растений и зеленых водорослейбыли обнаружены уникальные N- и С-концевые последовательности, ненайденные в соответствующих белках других организмов (рисунок 9).

Хотяфункции этих участков до сих пор не ясны, высокая консервативностьпоследовательностей и их поверхностная локализация вблизи сайта связыванияАТФ, предполагает возможную роль в сигнальных взаимодействиях с другимибелками (Uhrig et al., 2009).32АхлТПППN-концевая Консервативный участоквставкаБС-концеваявставкаВысшие растения и зеленые водорослиПрокариоты и красные водорослиРисунок 9.

Белок PII высших растений. (По: Uhrig et al., 2009; Smith et al., 2003).A Схематическая диаграмма доменной организации белка PIIу прокариотических иэукариотических организмов: центральный участок (желтый) и Т-петля (розовый) высококонсервативны у всех организмов, тогда как хлоропластный транзитный пептид (хлТП,зеленый) и N- и C-концевые вставки (синий и красный, соответственно) уникальны для высшихрастений и зеленых водорослей.

Ser-49 и Tyr-51, локализованные в консервативном участке Тпетли, подвергаются фосфорилированию и уридилированию, соответственно, у цианобактерийи ряда протеобактерий.Б Схематическое изображение вторичной структуры мономера белка PII у Arabidopsis thaliana.Последовательность Т-петли растительного белка содержит от 5 до 14аминокислот, уникальных и характерных для PII цианобактерий.

Примечательно,что в области Т-петли содержится высоко гомологичный, характерный дляцианобактерий сайт фосфорилирования (Ser-49 у Synechocystis/Synechococcus иSer-60 у Arabidopsis thaliana), а сайт уридилирования Tyr-51 (E. coli) замещенфенилаланином.Однакопроведенныеэкспериментынеподтвердилипредположение о фосфорилировании растительного PII-белка по Ser-60 в Т-петле(Smith et al., 2004). Авторы предположили, что необходимые условия не былидостигнуты в экспериментах. Однако также возможно, что эволюционно растенияутратили клеточную машину, необходимую для фосфорилирования PII (PIIкиназа/PphAфосфатаза).Как и прокариотические белки, PII Arabidopsis thaliana способен связыватьс высоким сродством АТФ/АДФ и 2-ОГ, что указывает на участие этого белка в33контроле энергетического и углеродного статуса пластид (Beez et al., 2009; Chenet al., 2006).

Однако, несмотря на достаточно широкий спектр мишенейпрокариотическихдоPII-белков,идентифицированноймишеньюунедавнегорастенийвремениоставаласьединственнойNAGK.Какицианобактериальный гомолог этого белка, NAGK Arabidopsis осуществляетпревращение N-ацетилглутамата (NAG) в N-ацетилглутамилфосфат, что являетсяключевым этапом биосинтеза аргинина, а последний в свою очередь способенобратимоингибироватьрастительнымNAGKNAGK.такжеСвязываниеприводитксигнальноговысвобождениюбелкаPIIферментасотингибирования аргинином. Наряду с высокой консервативностью механизмаэтого контроля и структуры комплекса PII-NAGK у цианобактерий и Arabidopsis,имеется ряд различий (Beez et al., 2009).

На уровне ферментативной активностиразница выявляется в способности PII активировать ингибированный аргининомNAGK. По литературным данным уровень активности A. thaliana NAGK(AtNAGK) умеренно возрастает при формировании комплекса с PII (30%увеличение Vmax и не выявлен эффект на Km) (Chen et al., 2006), тогда как дляфермента S.elongatus была показана значительная активация при связывании с PII,сопровождающаяся ростом Vmax и снижением Km (Maheswaran et al., 2004;Maheswaran et al., 2006).

Степень ингибирования аргинином также значительноотличается для этих двух белков: SeNAGK приблизительно в 50 раз болеечувствителен к аргинину, чем AtNAGK. Более того, были предположеныструктурные основы этой разницы чувствительности к аргинину (Beez et al.,2009).НеконсервативныйпептиднаС-концеSeNAGKпредставляетсянегативным детерминантом активности NAGK и взаимодействия с PII.Предположительно, он снижает каталитическую активность свободного NAGK иувеличивает ингибирующий эффект аргинина, хотя детали данного механизмаеще предстоит выяснить. Несмотря на выявленную разницу в чувствительности каргинину, для обоих белков при связывании с PII характерна сходная динамикавысвобождения NAGK от ингибирования аргинином. Было также показано, чтоАДФ приводит к диссоциации комплекса SeNAGK-PII, тогда как не выявлено34подобного эффекта для AtNAGK-PII.

В обоих системах 2-ОГ делает комплекс PIINAGK доступным для ингибирования аргинином, хотя механизм его действияотличается в деталях (Beez et al., 2009). Цианобактериальная системапредставляется более простой в этом отношении, где снижение активности NAGKопосредовано диссоциацией комплекса с PII под действием 2-ОГ.

Тогда как уArabidopsis ингибирующее активность действие 2-ОГ не сопровождалосьдиссоциацией комплекса PII-NAGK, в связи с чем был предположен болеесложный механизм действия 2-ОГ (Beez et al., 2009). Относительно низкихконцентраций 2-ОГ может быть достаточно для конформационных изменений PII,которые не позволяют снимать ингибирование NAGK аргинином, но полнойдиссоциации комплекса при этом не происходит. Несмотря на некоторые важныеразличия в деталях, обращает внимание поразительная консервативностьвзаимодействия PII-NAGK между различными доменами жизни, на чтодополнительноуказываютполученныеinvitroданныепочастичнойвзаимозаменяемости белков Synechococcus и Arabidopsis (Beez et al., 2009).Несколько лет назад в литературе появились сообщения о взаимодействииPII Arabidopsis с BCC-белками, которые подобно бактериальным BCCP, являютсякомпонентами пластидного АССазного комплекса (Feria Bourrellier et al., 2010).Эти белки выявлялись в связи с PII только в присутствии Mg-АТФ испецифическиэлюировалисьбуферомс2-ОГ.Вэкспериментахсрекомбинантным белком PII Arabidopsis in vitro было показано ингибирующеедействие на активность хлоропластной АССазы в присутствии АТФ, котороеполностью снималось в присутствии 2-ОГ, пирувата или оксалоацетата.

Былопродемонстрировано, что PII снижает максимальную скорость АССазной реакциибез изменения Km для ацетил-СоА (Feria Bourrellier et al., 2010).Что касается регуляции самого белка PII у растений, были показаныфлуктуации в уровнях мРНК при различных условиях освещения, что указываетна возможную регуляцию на уровне транскрипции (Jiang и Ninfa, 2007; Uhrig etal., 2009). Кроме того, на уровни мРНК помимо светового режима также35оказывали влияние уровни сахаров (увеличение экспрессии) и аминокислот(снижение экспрессии) в клетке.В недавних исследованиях было выявлено участие PII в регуляциипоглощения NO2- хлоропластами у A. thaliana (Ferrario-Mery et al., 2008).

Сходныеданные были получены для цианобактерий, где было обнаружено, что PIIконтролирует транспортер NO2- /NO3-. Однако у эукариотических фототрофовгомолога транспортера обнаружено не было. Регуляторные эффекты PII напоглощение хлоропластами NO2- зависят как от метаболического, так иэнергетического статуса клетки (Ferrario-Mery et al., 2008).Также для A. thaliana была показана тканеспецифическая экспрессия PII.Хотя только минорные изменения наблюдаются в уровнях транскрипции PIIразвивающихся листьев, значительное 10-кратное повышение транскрипции былозафиксировано на ранних и средних стадиях развития семян.

Характеристики

Список файлов диссертации

Структура и функции сигнальных белков PII у одноклеточных зеленых водорослей Chlamydomonas reinhardtii и Chlorella variabilis
Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6489
Авторов
на СтудИзбе
303
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее