velikost textu

Stresové proteiny cytoplazmatické membrány Bacillus subtilis

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Stresové proteiny cytoplazmatické membrány Bacillus subtilis
Název v angličtině:
Stress proteins in the cytoplasmic membrane fraction of Bacillus subtilis
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
RNDr. Lenka Šemberová
Vedoucí:
doc. RNDr. Jaroslava Svobodová, CSc.
Oponent:
Mgr. Libor Krásný, Ph.D.
Id práce:
107941
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Biologie (N1501)
Obor studia:
Genetika, molekulární biologie a virologie (NGEMOVI)
Přidělovaný titul:
RNDr.
Datum obhajoby:
29. 6. 2011
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Příloha práce byla vyloučena ze zveřejnění.
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Stresové proteiny cytoplazmatické membrány Bacillus subtilis Grampozitivní bakterie Bacillus subtilis žije ve svrchních vrstvách půdy, kde se často setkává s výkyvy osmolarity a pH, změnami teploty či koncentrace živin. Během evoluce byly vyvinuty mechanizmy, které bakteriím pomáhají se s těmito nepříznivými vlivy vyrovnávat. Mezi ně patří i tzv. obecná stresová odpověď. Při ní dochází ke zvýšení exprese přibližně 150 genů, jejichž produkty zvané GSP (obecné stresové proteiny) minimalizují poškození buněk. Přestože je známa velikost, struktura a regulace mnoha stresových proteinů, informace o membránových stresových proteinech často chybí. V naší studii jsme se zaměřili na membránový proteom Bacillus subtilis 168 trp2-. Buňky byly během svého růstu vystaveny dlouhodobému (20 h) působení pH 5,0; resp. přítomnosti 3% v/v etanolu 30 minut. K rostoucím buňkám byl 30 minut před ukončením kultivace přidán L-[35S]-methionin. Po dosažení střední exponenciální fáze růstu byly bakterie rychle zfiltrovány a izolovány cytoplazmatické membrány. Izolované membránové frakce byly analyzovány dvojrozměrnou elektroforézou. Z jednotlivých růstových situací byly provedeny 4 paralelní gely a porovnány s membránovým proteomem bakterií rostoucích za optimálních podmínek (tj. v komplexním médiu o pH 7,0 a teplotě 40°C). K počítačovému zpracování rozdělených membránových proteinů byl použit program PDQuest, vybrané stresové proteiny byly identifikovány hmotnostní spektrometrií MALDI-TOF. Při pH stresu, resp. po přidání etanolu se růstová rychlost B. subtilis snižuje z hodnoty µ = 3,5 h-1 na µ = 2,4 h-1. V cytoplazmatické membráně se vlivem stresových faktorů změnilo množství nejméně 25 proteinů. K výrazně zvýšené syntéze ale došlo pouze u 5 proteinů v obou případech. Etanolové stresové proteiny byly identifikovány jako YdaP, Ctc, YfhM, YjcH and YwaC, zatímco proteiny pH stresu jako AcoB, YkwC, SodA, YjcH and YwaC. Některé proteiny z výše uvedených jsou považovány za obecné stresové proteiny uplatňující se v signalizaci stresu. Jiné indukované proteiny jsou stresově specifické a hrají roli v metabolismu lipidů a detoxifikaci buněk.
Abstract v angličtině:
Stress proteins in the cytoplasmic membrane fraction of Bacillus subtilis A primary habitat of the Gram-positive bacterium Bacillus subtilis is the upper layer of the soil. Within this ecosystem, B. subtilis experiences a wide variety of environmental challenges and nutrient limitations that induce several mechanisms to help the cells to survive. A process known as a general stress response belongs among them. Expression of about 150 genes is enhanced and their products called general stress proteins (GSP) minimize the cell damage. Although the size and structure, as well as the regulation, of many stress proteins have been fairly well elucidated the information about stress membrane proteins is very limited. We characterized the membrane proteome of Bacillus subtilis 168 trp2- exposed to acidic pH and ethanol. Cells were 1) grown under optimum conditions in complex medium (pH 7.0) at 40°C with aeration; 2) grown in complex medium at pH 5.0 for 20 hours or 3) challenged with 3% v/v ethanol for 30 minutes during exponential growth. The cultures were harvested in the mid-exponential phase by rapid filtration. Isolated membrane fractions were analysed by an optimized two-dimensional gel electrophoresis. Two alternative methods of protein detection were compared: silver staining and radioactive labeling with L-[35S]-methionine. In each experiment 4 parallel gels were prepared and about 400 protein spots were quantified using Molecular Imager scanner and PDQuest software. The stress induced proteins were identified by MALDI-TOF mass spectrometry. The growth rate of B. subtilis grown in complex medium (pH 7.0) at 40°C is µ = 3.5 h-1. Both stress factors (pH 5.0 and 3% v/v ethanol) reduced the growth rate to µ = 2.4 h-1. Reproducible differences in expression as a function of ethanol shock or acid stress showed at least 25 membrane proteins. Nevertheless, only 5 proteins were significantly increased after ethanol shock or acid stress. Ethanol stress proteins were identified as YdaP, Ctc, YfhM, YjcH and YwaC. To acid stress proteins belong the following: AcoB, YkwC, SodA, YjcH and YwaC. Proteins YjcH and YwaC were increased after ethanol shock as well as acid pH treatment. Some of stress proteins found in both proteomes were classified as general stress proteins responsible for stress signalling; the specific stress proteins are involved in lipid metabolism and in the detoxification capacity of the cell.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Lenka Šemberová 535 kB
Stáhnout Příloha k práci RNDr. Lenka Šemberová 1.42 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Lenka Šemberová 82 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Lenka Šemberová 42 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Libor Krásný, Ph.D. 1.11 MB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby prof. RNDr. Stanislav Zadražil, DrSc. 81 kB