نگاشت حوزه های DNA و اتصال روی در ASR1، یک پروتئین خاص گیاهی تنظیم شده تنش ابیوتیک
چکیده
پروتئین رسیدن با تنش اسید آبسسیزیک (ASR1) یک پروتئین خاص گیاهی با وزن مولکولی بالا و بار الکتریکی بالا است که توسط تنش های نمک و آب کنترل می شود. این پروتئین دارای فعالیت اتصال DNA وابسته به روی (Kalifa و همکاران، Biochem. J 381 (2004) 373) است و بروز بالا در نتایج گیاهان تراریخت به تحمل-(تنش) نمک افزایش یافته منجر می شود (Kalifa et al., Plant Cell Environ. 27 (2004) 1459). هیچ همتای ساختار ASR1 وجود ندارد، در نتیجه حوزه های ساختاری و عملکردی این پروتئین قابل پیش بینی نیست. در اینجا، ما از حوزه های پروتئین درگیر در اتصال و DNA نگاشت می نماییم. با استفاده از آبکافت ملایم اسیدی، و یک سری کوتاه کردن ترمینال-کربوکسی های ASR1 ، ما نشان می دهیم که اتصال DNA وابسته به روی می تواند به حوزه ترمینال -کربوکسی / مرکزی نگاشت شود. علاوه بر این، با استفاده از MALDI-TOF-MS با یک ماتریس غیر اسیدی، ما نشان می دهیم که دو یون روی به حوزه ترمینال-آمینو محدود می شوند. دیگر (های) یون روی به حوزه اتصال DNA متصل می شوند. اتصال روی به ASR1 باعث تغییرات انطباقی می شود و در نتیجه به حساسیت کاهش یافته به پروتئازها منجر می شود.
1. مقدمه
پروتئین رسیدن با تنش اسید آبسسیزیک (ASR1) یک پروتئین با وزن مولکولی کم و بار الکتریکی بالا است که بروز آن به طور گذرا ناشی از تنش-نمک، تنش-آب و پرداخت با اسید آبسسزیک هورمون گیاهی (ABA) است [1]. مکانیسم مولکولی برای نقش بیولوژیکی آن را نمی توان به سادگی با همسانی دنباله ای با دیگر پروتئین های شناخته شده استنباط نمود. در گوجه فرنگی، ASR1 متعلق به یک خانواده ژن کوچک [2-4]، با همتاهای تولید مثل یافته از انواع گیاه های بازدانه، تک لپه ای ها و گونه گیاه های دو لپه ای می باشد (بررسی شده در [5]). سطوح پایین ASR1 mRNA و محصول پروتئین آن در ریشه ها و ساقه های گیاهان گوجه فرنگی آبیاری شده [1] تشخیص داده شد. پس از نمک طعام، پلی (اتیلن گلیکول) (PEG) و یا پرداخت ABA، این سطوح به طور گذرا افزایش یافت [1]. بروز گذرای یک همتای ASR1 نیز در ریشه های گیاهان ذرت تحت تنش نمک [6] مشاهده شد، و همتای ASR1 برنج به شدت پس از مواجهه با 3 و 6 ساعت با نمک اضافی در دو نوع برنج بروز یافت که در میزان تحمل آن نسبت به نمک [7] متفاوت بود. همچنین به نظر میرسد بروز بالای ASR1 به طور تکاملی به گونه ای تنظیم شود که سطوح mRNA ASR1 در طول رسیدن میوه [2,8] افزایش یابد.
Abstract
Abscisic acid stress ripening (ASR1) is a highly charged low molecular weight plant specific protein that is regulated by salt- and waterstresses. The protein possesses a zinc-dependent DNA-binding activity (Kalifa et al., Biochem. J. 381 (2004) 373) and overexpression in transgenic plants results in an increased salt-tolerance (Kalifa et al., Plant Cell Environ. 27 (2004) 1459). There are no structure homologs of ASR1, thus the structural and functional domains of the protein cannot be predicted. Here, we map the protein domains involved in the binding of Zn2+ and DNA. Using mild acid hydrolysis, and a series of ASR1 carboxy-terminal truncations we show that the zinc-dependent DNA-binding could be mapped to the central/carboxy-terminal domain. In addition, using MALDI-TOF-MS with a non-acidic matrix, we show that two zinc ions are bound to the amino-terminal domain. Other zinc ion(s) bind the DNA-binding domain. Binding of zinc to ASR1 induces conformational changes resulting in a decreased sensitivity to proteases.
1. Introduction
Abscisic acid stress ripening (ASR1) is a highly charged low molecular weight protein whose expression is transiently induced by salt-stress, water-stress and by treatment with the plant hormone abscisic acid (ABA) [1]. A molecular mechanism for its biological role cannot be deduced simply by sequence homology with other known proteins. In tomato, Asr1 belongs to a small gene family [2–4], with homologs cloned from a variety of gymnosperm, monocot and dicot plant species (reviewed in [5]). Low levels of Asr1 mRNA and its protein product were detected in roots and shoots of irrigated tomato plants [1]. Following NaCl, poly(ethylene glycol) (PEG) or ABA treatment these levels were transiently increased [1]. Transient expression of an ASR1 homolog was also observed in roots of salt stressed maize plants [6], and the rice ASR1 homolog was highly expressed following 3 and 6 hours exposure to excess salt in two rice varieties that differed in their salt-tolerance [7]. Asr1 expression also appears to be developmentally regulated such that levels of Asr1 mRNA increase during fruit ripening [2,8].
چکیده
1. مقدمه
2. مواد و روش ها
2. 1. مواد گیاهی و استخراج پروتئین های برگ
2.2. ساخت جهش یافته های حذف
2.3. بروز و خالص سازی ASR1 و پروتئین های مشتق شده
2.4. آبکافت اسید ملایم
2.5. اتصال DNA
2. 6. حركت ذرات معلق پروتئین بوسيله نيروي برق
2.7. وسترن بلات (یکی از تکنیک ها و روش های تشخیص پروتئین ها)
2.8. تجزیه پروتئین ها
2.9. MALDI-TOF-MS
3. نتایج
3. 1. نگاشت حوزه فعالیت اتصال DNA از ASR1
3.2. اتصال Zn2+ توسط ASR1
3.3. اتصال-روی باعث تغییرات انطباقی می شود
3. 4. نگاشت حوزه اتصال-روی
4. بررسی
Abstract
1. Introduction
2. Materials and methods
2.1. Plant material and extraction of leaf proteins
2.2. Construction of deletion mutants
2.3. Expression and purification of ASR1 and derivative proteins
2.4. Mild acid hydrolysis
2.5. DNA-binding
2.6. Protein electrophoresis
2.7. Western blot
2.8. Proteolysis
2.9. MALDI-TOF-MS
3. Results
3.1. Mapping the DNA-binding activity domain of ASR1
3.2. Zn2+ binding by ASR1
3.3. Zinc-binding induce conformational changes
3.4. Mapping the zinc-binding domain
4. Discussion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه