Molekularna analiza elemenata interakcije FNR-TROL

disertacija

• Naslov (engleski): Molecular analysis of the FNR-TROL interaction elements
• Autor: Anja Rac
• Mentor: Hrvoje Fulgosi (mentor)
• Član povjerenstva: Željka Vidaković Cifrek (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Đurđica Ugarković (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Lea Vojta (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Biološki odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2021, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Biologija
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 577 - Biokemija. Molekularna biologija. Biofizika

Sažetak

U ovom doktorskom radu istraţena je uloga interakcije FNR-TROL u transportnom lancu elektrona na tilakoidima u kloroplastu. Feredoksin-NADP+ oksidoreduktaza (FNR) je protein koji katalizira posljednji korak u transportu elektrona- prijenos elektrona s reduciranog feredoksina na NADP+ pri čemu nastaje NADPH. Nalazi se u obliku topljivih izoformi ili vezan za tilakoidnu membranu čineći proteinske komplekse s proteinima Tic62 i TROL. U svrhu istraţivanja utjecaja kompleksa s proteinom TROL korištene su mutantne biljke Arabidopsis thaliana koje nisu eksprimirale protein TROL, ali su sadrţavale FNR1 izoformu iz C4 biljke kukuruza, koja je pokazala pojačan afinitet za vezanje u komplekse s proteinom TROL. Te su biljke kriţane s mutantnim biljkama koje su sadrţavale TROL s izmijenjenim ili uklonjenim aminokiselinama rodanazne domene za koju se smatra da ima vaţnu ulogu u signalizaciji otpuštanja i vezanja proteina FNR čime regulira tok elektrona u transportnom lancu. Kvantitativna i kvalitativna analiza jačine interakcija proteina TROL s izoformama proteina FNR1 iz kukuruza i graška provedena je sustavom dvaju hibrida kvasaca te praćena testovima aktivnosti X-alpha i beta galaktozidaze. Provjera interakcije proteina u kvascima pokazala je snaţnije interakcije proteina TROL i Tic62 s FNR1 izoformom kukuruza u odnosu na one s FNR1 izoformom graška. Utjecaj izmijenjenih domena proteina TROL i interakcija s kukuruznim proteinom FNR1 ispitan je Westernskom metodom otiska, odreĎivanjem koncentracije pigmenata te analizom anatomske strukture i ultrastrukture listova.Pokazano je da je kukuruzni FNR1 vezan na tilakoidima samo kod kriţanca kod kojeg nije bilo promjene u domeni RHO što upućuje na neospornu vaţnost lumenalne domene RHO u transmembranskoj signalizaciji vezanja i otpuštanja proteina FNR na stromalnoj strani tilakoida. Daljnja istraţivanja i rasvjetljavanje puta prijenosa signala povezanog s domenom RHO mogao bi doprinijeti razumijevanju alternativne raspodjele elektrona u fotosintezi vaskularnih biljaka.

Sažetak (engleski)

In this thesis, the role of the FNR-TROL interaction in electron transport chain on thylakoid membranes was investigated. Ferredoxin-NADP+ oxidoreductase (FNR) catalyses the last step in electron transport chain from reduced ferredoxin to NADP+ forming NADPH. FNR isoforms can be found as soluble, or form protein complexes with proteins Tic62 or TROL on thylakoid membranes. To investigate complex with TROL protein A. thaliana trol plants which do not express protein TROL but contain C4 maize FNR1, which showed enhanced binding affinity to TROL, were crossed with mutant plants in which RHO domain of TROL protein has been modified. RHO domain is considered as important in FNR binding and release signaling, therefore modifications in mutant plants included changed or deleted aminoacids. Qualitative and quantitative analysis of binding maize and pea FNR1 into complexes with TROL was investigated with Yeast two hybrid screening following X-alpha and beta galactosidase activity assays. Assays have shown stronger interactions between TROL and Tic62 with maize FNR1 in relation to interactions with pea FNR1. Effect of changed RHO domain and interaction with maize FNR1 were investigated with Western blot coupled with ECL, by measuring pigment concentration, and by comparing anatomical leaf structure and ultrastructure. Maize FNR1 was found on thylakoids only in mutant line in which RHO domain wasn't modified. This result implies an important role of RHO domain on transmembrane signaling from lumenal side to stromal side of thyakoids and it's effect on FNR-TROL interactions. Future investigations on lumenal mechanism that triggers transmembrane signal via RHO domain might give better understanding of this signal pathways in alternative electron transport chain.

• Ključne riječi: fotosinteza; transportni lanac elektrona; FNR; TROL; proteinska interakcija
• Ključne riječi (engleski): photosynthesis; electron transport chain; FNR; TROL; protein interaction
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:383022
• Datum promocije: 2021
• Studijski program: Naziv: Biologija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski doktorski; Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje biologija (dr.sc.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2021-03-16 12:31:31