Adobe Systems
ÚLOHA A+D
1
Identifikace neznámého elicitinu na základě jeho aktivity
C7195 - Pokročilé praktikum z biochemie

Adobe Systems
ÚLOHA A+D
2
1f d370f01 em_tmv
Patogen
Hostitelská rostlina
Elicitory – látky, které jsou schopné vyvolat obranou reakci u rostlin
•  uvolňované patogenem do prostředí
•  součást patogenu
•  glykoproteiny, chitinové fragmenty, proteiny, nízkomolekulární
   látky, anorganické látky, atd.
Patogen obvykle nese gen avirulence (avr), jehož produkt (elicitor) je rostlinou rozpoznáván pomocí
genu rezistence (R).
Avr
Avr
R
R

Adobe Systems
ÚLOHA A+D
3
salicylic%20acid-b A representation of the 3D structure of myoglobin, showing coloured alpha
helices. This protein was the first to have its structure solved by X-ray crystallography by Max
Perutz and Sir John Cowdery Kendrew in 1958, which led to their receiving a Nobel Prize in
Chemistry.
NADPH
NADP+
O2
O2-
.
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
H+
H+
H+
Ca2+
Ca2+
Cl-
K+
P
Ca2+
dna
P
gsta1
salicylic%20acid-b
Ranná fáze obranné reakce
řádově minuty od přidání elicitoru
Pozdní fáze obranné reakce
řádově hodiny od přidání elicitoru
PKC
CaMDPK
MAPK

Adobe Systems
ÚLOHA A+D
4
Obranné proteiny
ØSkupina PR (Pathogenesis Related) proteinů
•Syntetizovány ve velké míře při napadení nebo poškození rostliny
•Dle funkce a účinku se dělí do tříd, v každé třídě se vyskytují dvě isoformy – kyselá a bazická
•Kyselé isoformy jsou vylučovány do extracelulárního prostředí, bazické poté do vakuoly
•Exprese kyselých forem bývá často spojena s tzv. systémově navozenou rezistencí (SAR)

Adobe Systems
ÚLOHA A+D
5
Rozdělení PR (pathogenesis related) proteinů
van Loon L. C., Rep M., Pieterse C. M. J.(2006): Significance of Inducible Defense-related Proteins
in Infected Plants. Annu. Rev. Phytopathol. 44, 135-162.
Třída
Typický zástupce
Funkce
PR-1
PR-1 (tabák)
neznámá
PR-2
PR-2 (tabák)
β-1,3-glukanasa
PR-3
P, Q (tabák)
chitinasa
PR-4
`R' (tabák)
chitinasa
PR-5
 S (tabák)
podobný thaumatinu
PR-6
Inhibitor I (rajče)
proteinasový-inhibitor
PR-7
P69 (rajče)
endoproteinasa
PR-8
Chitinasa (okurka)
chitinasa
PR-9
`lignin-forming peroxidase' (tabák)
peroxidasa
PR-10
`PR1` (petržel)
podobný ribonuklease
PR-11
chitinasa třídy V (tabák)
chitinasa
PR-12
Rs-AFP3 (ředkvička)
defensin
PR-13
THI2.1 (Arabidopsis)
thionin
PR-14
LTP4 (ječmen)
lipid-transfer protein
PR-15
OxOa (ječmen)
oxalát oxidasa
PR-16
OxOLP (ječmen)
podobný oxalát oxidase
PR-17
PRp27 (tabák)
Neznámá

Adobe Systems
ÚLOHA A+D
6
Obranné proteiny
Ø  Skupina PR (pathogenesis related) proteinů
ØEnzymy účastnící se syntézy signálních molekul, fytoalexinů, tvorby H2O2, atd.
•  fenylalaninamoniak lyasa
•  lipooxygenasa
•  ACC syntasa
•  5-epiaristolochene syntasa
•  NADPH oxidasa
•  3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA syntasa

Adobe Systems
ÚLOHA A+D
7
Signální molekuly
Kys.linolenová
13-hydroxyperoxid
12-oxophytodienová kys.
Kys. jasmonová
MFCD00171441
lipooxygenasa
alen oxidasa syntasa
alen oxidasa cyklasa
OPDA reduktasa
3x b-oxidace
Fenylalanin
trans-skořicová k.
kys. benzoová
kys. salicylová
SA-glukosid
MFCD00002439
PAL
BA-2-hydroxylasa

Adobe Systems
ÚLOHA A+D
8
HR, nekróza,
Oxidativní vzpl.
Patogen
Lokální
odpovědi
Proteinkinasa C
SIPK
WIPK
Ca2+
PLC
NADPH ox.
fenylalanin
k. skořicová
SA
Součásti buněčné stěny
Phytoalexiny
Fenolické l.
Kyselé PR proteiny
Obranné reakce
Fragmenty
 buň. stěn
Napadení,Herbivorní hmyz
Proteinkinasy
WIPK
Ca2+
NADPH ox.
Sek. metabolity
Proteinásové
Inhibitory
Bazické PR proteiny
Exprese
genů
PLA2
Systémový
transport
JA
linolenová kyselina
OPDA
Mechanické
poškození
Saliva:
cellulase
-
-
Exprese
genů

Adobe Systems
ÚLOHA A+D
9
Elicitiny
•proteinové elicitory vylučované oomycetami rodu Phytophtora vyvolávající obrannou reakci u rostlin
tabáku vedoucí k nekróze
•obsahují hydrofobní kavitu, do které se mohou vázat steroly a mastné kyseliny, proto jsou řazeny
mezi tzv. sterol carries proteins (SCP)
•
•
•Dělí se na a-elicitiny (kyselé, pI= 4.2) a b-elicitiny (bazické, pI=8.5)
•
•
•Pouze b-elicitiny indukují hypersenzitivní odpověď spojenou s indukovanou systémovou rezistencí
rostlin
•

Adobe Systems
ÚLOHA A+D
10
Neznámé vzorky látek
Cryptogein
(pI = 8.8)
Infestin
(pI = 4.2)
k. Salicylová
(pH = 7.0)
Voda
(pH = 6.0)
Přímá infiltrace - Nekróza
+++
+++
-
-
Přes petiolu - Nekróza
+++
-
-
-
Přímá infiltrace – exprese PR genů
+++
+++
+++
-
Přes petiolu – exprese PR genů
+++
+/-
++
-
Aplikace na petiolu                   Přímý nástřik do listu