Proteólisis en plantas bajo condiciones de estrés

producidas por metales

Bioq. Liliana Beatriz PenaCátedra de Química Biológica Vegetal, FFyB – UBAJunín 956, piso 1 (C1113AAC) Ciudad de Buenos Aires. Argentina. lpena@ffyb.uba.ar

Directora: Dra Susana M Gallego

Seres vivos

Proteínas

Lípidos Hidratosde carbono

Ácidosnucleico

s

síntesis

degradación

Función de la proteólisis Eliminación proteínas anómalas,

alteradas o extrañas Obtención de aminoácidos para la

síntesis de proteínas nuevas Maduración de cimógenos y hormonas

peptídicas Control del metabolismo y la

homeostasis

Clasificación general

Proteasas: ExopeptidasaEndopeptidasa

Ubiquitina-Proteasoma

ProteasasGerminaciónMorfogénesis y biosíntesis

celularSenescenciaMuerte celular programadaMecanismos de defensa

Ubiquitina-proteasomaRemoción selectiva de

efectores del ciclo celular, factores de trascripción y receptores celulares

Degradación de proteínas oxidadas

Antecedentes del grupo Trabajos previos realizados en nuestro laboratorio

han demostrado la relación entre la toxicidad de varios agentes abióticos (metales, salinidad, radiación UV-B) y la generación de daño oxidativo en plantas

La generación de estrés oxidativo está directamente relacionada con la toxicidad de varios metales, aún los considerados esenciales, observándose un aumento de la carbonilación de proteínas y alteraciones en el crecimiento de la planta

Sin embargo, poco se sabía de cómo está afectado el sistema de reciclado de estas proteínas oxidadas

Oxidación de proteínas El daño oxidativo de proteínas se produce

en ciertos procesos fisiológicos y patológicos

Las especies reactivas del oxígeno causan modificaciones en los aminoácidos de las proteínas

Un número limitado de cambios en las proteínas oxidadas puede ser reparado enzimáticamente, como grupos disulfitos o sulfóxidos de la metionina

La mayoría de las proteínas oxidadas deben ser degradadas

T Jung et al (2007) Arch Biochem Biophys 462

Evaluamos en hojas de plantas de girasol la actividad de proteasas y la conducta del sistema proteolítico proteasoma bajo el estrés por cadmio

Sistema de estudio

Como consecuencia del rol potencial del proteasoma 20S en la degradación de proteínas oxidadas, se investigó el efecto del tratamiento con cadmio sobre este complejo 20S

Efecto del Cd

Al observar el comportamiento del estrés por cadmio, decidimos comparar el efectos que otros metales producen en hojas y cotiledones de plantas de girasol sobre los sistemas de degradación de proteínas

Últimos resultadosAl estudiar metales como:

aluminio, cobalto, cobre, cromo, mercurio, níquel, plomo y zinc, se observó que a pesar que la mayoría de ellos produce inhibición de los sistemas proteolíticos, no siguen un patrón común

Publicaciones en el tema LB Pena, MS Zawoznik, ML Tomaro, SM Gallego (2008) Heavy metals

modified proteolytic systems in sunflower leaves. Chemosphere 72(5): 741-746.

LB Pena, LA Pasquini, ML Tomaro, SM Gallego (2007) 20S proteasome and accumulation of oxidized and ubiquitinated proteins in maize leaves subjected to cadmium stress. Phytochemistry 68(8): 1139-1146.

LB Pena, LA Pasquini, ML Tomaro, SM Gallego (2006) Proteolytic system in sunflower (Helianthus annuus L.) leaves under cadmium stress. Plant Sci 171(4): 531-537.

LB Pena, ML Tomaro, SM Gallego (2006) Effect of different metals on protease activity in sunflower cotyledons. Electronic J Biotechnol 9(3): 258-262.