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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/71460
Type: | Tese |
Title: | Efeito do estresse hídrico/salino na expressão da oxidase alternativa de Vigna unguiculata (L.) Walp e produção da proteína recombinante |
Authors: | Costa, José Hélio |
Advisor: | Melo, Dirce Fernandes de |
Keywords: | Feijão-caupi - Efeito do sal |
Issue Date: | 2002 |
Citation: | COSTA, José Hélio. Efeito do estresse hídrico/salino na expressão da oxidase alternativa de Vigna unguiculata (L.) Walp e produção da proteína recombinante. 2002. Tese (Doutorado em Bioquímica) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2002. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Plantas superiores, fungos, algumas algas e protistas possuem uma via alternativa transportadora de elétrons, não fosforilante, e insensível ao KCN, mediada pela Oxidase Alternativa (AOX). A oxidase alternativa é codificada por uma família multi-gênica em algumas plantas e sua expressão é induzida por vários tipos de estresse freqüentemente relacionados à produção de radicais livres. 0 presente trabalho foi realizado em 3 aspectos distintos: 1. estudo da expressão da AOX em cultivares de Vigna unguicu/ata L. walp com diferentes graus de resistência ao estresse hídrico/salino, cv. Vita 3 (mais resistente) e cv. Vita 5 (menos resistente); 2. caracterização de genes da AOX de V. unguicu/ata, a partir de uma biblioteca de cDNA XZIPLOX de folhas da cv. EPACE1; 3. descrição da produção de uma proteína recombinante em Escherichia co/i. Plântulas de V. unguícu/ata germinadas em papel de filtro, no escuro, foram transferidas para um sistema de hidroponia, no claro, após o terceiro dia. 0 choque osmótico foi aplicado no décimo dia através da adição de Polietileno glicol (PEG) ou NaCI nas concentrações indicadas: PEG: 200,67 g/L ou 276,28 g/L; NaCI: 100 mM ou 200 mM à solução nutritiva. Raízes ou folhas da cv. Vita-3 e cv. Vita-5 foram selecionadas após sete dias de estresse para a extração e purificação de mitocôndrias, extração de RNA total e preparação de extrato protéico bruto. A quantidade de proteína da oxidase alternativa foi avaliada através de "Western blotting" de mitocôndrias e extrato protéico bruto e a quantificação de transcritos foi feita através de RT-PCR e "Northern blotting". Um fragmento de cDNA homólogo de zonas conservadas foi usado como sonda no "screening" da biblioteca de cDNA e a proteína recombinante foi produzida a partir do cDNA Vu-clone 5 num vetor de expressão pQE-30. A expressão da oxidase alternativa em raízes de V. unguicu/ata foi maior na cv. Vita 3 do que na cv. Vita-5, em todas as condições estudadas, tanto ao nível protéico quanto ao de transcritos revelados por RT-PCR com "primers" de regiões conservadas. Uma banda, correspondente à forma reduzida da AOX (ca. 35 kDa) aumentou com os estresses em extrato protéico de raízes da cv. Vita 3 e esse aumento foi confirmado pelos transcritos, revelados pela hibridização com a sonda Vu-clone 5. Em mitocôndrias de raízes das cultivares Vita 3 e Vita 5 foi observada uma intensa banda correspondente à forma oxidada da oxidase alternativa com ca 70 kDa, em todas as condições estudadas e uma banda correspondente à forma reduzida com ca. 35 kDa que aumentou de intensidade nas condições de estresse nas duas cultivares. Raízes da cv. Vita 5 apresentaram um aumento na expressão protéica da oxidase alternativa de 85 e 45% nos estresses causados por NaCI 100 mM e PEG 200,67 g/L, respectivamente e essa taxa de expressão não foi observada em transcritos revelados com a sonda Vu-clone 5. 13 clones positivos para a oxidase alternativa foram isolados da biblioteca de cDNA e dois genes diferentes foram caracterizados, Vu-clone 3 e Vu-clone 5 numa proporção de 9:4. A oxidase alternativa Vu-clone 5 recombinante foi purificada em cromatografia de afinidade Ni-NTA e detectada com anticorpos monoclonais antiAOX. Os resultados mostram que a oxidase alternativa de V. unguiculata é codificada por uma família multi-gênica de, pelo menos, dois genes distintos cuja expressão é induzida de modo diverso em cultivares com diferentes graus de resistência aos estresses hídrico e salino. Com base nos dados obtidos fica reforçada a sugestão que a oxidase alternativa participa nos mecanismos de ajustamento das plantas às condições ambientais desfavoráveis. |
Abstract: | Higher plants, fungi, some algae and protists possess an alternative electron transport pathway, not coupled to ATP synthesis, KCN-insensitive, mediated by alternative oxidase (AOX). In some plants, the alternative oxidase is encoded by a multigene family and its expression is induced by several stress types often related to the production of free radicals. The present work was carried out in three different aspects: 1. Expression of AOX in cultivars of Vigna unguiculata L. walp with different resistance degrees to water/salt stress: cv. Vita 3 (more resistant) and cv. Vita 5 (less resistant); 2. Characterization of genes of AOX of V. unguiculata, starting from a cDNA library XZIPLOX of leaves of the cv. EPACE1; 3. Description of the production of a recombinant protein in Escherichia co/. Dark-grown V. unguiculata seedlings were transferred into a hydroponic system, under light conditions, after the third day of germination. After the tenth day, an osmotic shock was applied through the addition, in the nutritive solution, of Polyethylene glycol (PEG) or NaCI under the corresponding concentrations: PEG 200,67 g/L or 276,28 g/L and NaCI 100 mM or 200 mM. After seven days of stress roots and leaves from Vita-3 and Vita-5 cultivars were collected in order to purify mitochondria, to isolate total RNA and to prepare crude protein extract. The amount of AOX protein was evaluated through "Western blotting" carried out with the mitochondrial fraction and crude protein extract. The quantification of the transcripts was done through RT-PCR and "Northern blotting". A fragment of cDNA, homologous to conserved regions, was used as probe in the " screening" of the cDNA library and the recombinant protein was produced starting from the cDNA Vu-clone 5 in a vector of expression pQE-30. In roots, the expression of AOX was higher in Vita 3 than in Vita-5, in all the studied conditions, either with proteins or transcripts revealed by RT-PCR with "primers" of conserved regions. The band corresponding to the AOX reduced form (ca. 35 kDa) increased with the stresses in crude protein extract of Vita 3 roots and such increase was confirmed by the transcripts, revealed by hybridization with the probe Vu-clone 5. In root mitochondria of both cultivars, an intense band corresponding to the oxidized form of AOX (ca 70 kDa) was observed in all studied conditions and the band corresponding to the reduced form of AOX increased in the stress conditions. Vita 5 roots presented an increase in the amount of the AOX protein of 85 and 45% in the stresses, respectively induced by NaCI 100 mM and PEG 200,67 g/L. A similar tendency was not observed with the transcripts, revealed with the probe Vu-clone 5. Thirteen positive clones of the AOX were isolated from the cDNA library and two different genes were characterized, Vu-clone 3 and Vu-clone 5 in the proportion of 9:4. The recombinant AOX encoded by Vu-clone 5 was purified by Ni-NTA affinity chromatography and detected with monoclonal antibodies against AOX. The results show that the V. unguiculata AOX is encoded by a multigene family of, at least, two distinct genes whose expression is induced, in a different way, in each cultivar with different resistance degrees to water/salt. These data reinforce the suggestion that the AOX participates in the adjustment mechanisms of the plants submitted to unfavorable environmental conditions. |
Description: | Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/71460 |
Appears in Collections: | DBBM - Teses defendidas na UFC |
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