A fitokrómok N-terminális régiójának szerepe a vörös és távoli vörös fény érzékelésében

Előnézet	PDF (disszertáció) Download (4MB) | Előnézet
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (193kB) | Előnézet
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (63kB) | Előnézet

Absztrakt (kivonat) idegen nyelven

Munkánk céljául a fitokróm fotoreceptorok (PHY) N-terminális NTE régiójának Arabidopsis thaliana növényben betöltött szerepének tanulmányozását tűztük ki. A fitokrómok vörös és távoli vörös fényt érzékelő fotoreceptorok, melyek a központi szerepet játszanak a növények egész életében a fényfüggő fejlődési folyamatok szabályozásában: a csírázástól egészen a virágzásig. Arabidopsis-ban a fitokrómok egy kis, öttagú géncsaládot alkotnak (PHYA - PHYE), melyek közül PHYA és a PHYB rendelkeznek kiemelkedő szereppel. Az elmúlt két évtizedben mutagenizált magpopulációk vizsgálatával próbálták azonosítani a fitokrómokról kiinduló jelátviteli lánc elemeit. Meglepő módon ezeknek a munkáknak nem sikerült azonosítani egy hosszú sok elemből álló, állati rendszerekre jellemző jelátviteli hálózatot, melynek létét a fitokrómok szerteágazó hatásai alapján feltételezték. Ezzel szemben nagy számú mutáns fitokóm allélt (SNP) azonosítottak. Ezeknek a megváltozott jelátvitellel rendelkező fitokróm változatoknak a vizsgálata arra utalt, hogy a fitokrómok jelátvitelének szabályozása nagyrészt a magán a molekulán történik. Ennek eredményeként a fitokrómok poszttranszlációs módosításai (pl.: foszforiláció, szumoiláció) és sejtmagi importjuk szabályozása váltak a fitokrómok közvetítette fényérzékelés kutatásának központi kérdéseivé. Az tézisemben bemutatott munka első felében karakterizáltuk a phyA-5 hiposzenzitív PHYA mutánst, melynek fiziológiai és molekuláris vizsgálatának segítségével bizonyítottuk, hogy az NTE régióban elhelyezkedő, evolúciósan konzervált Ala30 aminosav oldallánc fontos szerepet játszik a PHYA sejtmagi importját végző ― FHY1 és FHL ― molekulákkal való kölcsönhatás létrehozásában. Az Ala30 és környezete nagy valószínűséggel része annak a fehérjefelszínnek, mely a PHYA sejtmagi transzporterekkel való kölcsönhatás fizikai felszínét biztosítja és a PHYA fényaktivációjával, ― a Pfr forma kialakulásával ― válik funkcionálissá. A munka második felében a PHYB NTE régiójában elhelyezkedő, kétszikűek körében konzervált Ser86 aminosav oldallánc foszforilálciójának vörös fényérzékelésre gyakorolt hatását vizsgáltuk. A fiziológiai és molekuláris vizsgálatokhoz célzott mutagenezissel előállított, a Ser86 foszforilált (PHYB(Ser86Asp)) és defoszforilált (PHYB(Ser86Ala)) állapotait utánzó molekulákat fejeztettünk phyB null mutáns növényekben. A vizsgálatok meggyőzően bizonyították, hogy az aktív PHYB (Pfr) molekulák inaktivációjának sebessége erősen függ a Ser86 oldallánc foszforiláltságának állapotától. A PHYB(Ser86Asp) esetében a relaxáció olyan mértékben felgyorsul, ami már összemérhető a fotokonverzió ― Pfr molekulák keletkezésének ― sebességével ezzel hiposzenzitív viselkedést idézve elő. A PHYB(Ser86Ala) változat ezzel ellentétben hiperszenzitivitást idéz elő a relaxáció drasztikus csökkenésén keresztül. Élesztőben termeltetett PHYB változatok segítségével bizonyítottuk, hogy a Ser86 aminosav foszforilációs állapota valóban megváltoztatja a PHYB inaktivációjának sebességét.

Tétel nézet