Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


Альтернативные оксидазы Chlamydomonas reinhardtii:регуляция в стрессовых условиях

Работа №74708

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

биология

Объем работы67
Год сдачи2017
Стоимость4880 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
52
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1. Альтернативная оксидаза как компонент электрон-транспортной цепи митохондрии 7
1.2. Характеристика альтернативных оксидаз (АОХ) высших растений 7
1.2.1. Структура и регуляция транскрипции АОХ-генов 7
1.2.2. Структура и механизмы регуляции активности АОХ белка 12
1.2.3. Функции АОХ 17
1.2.3.1. Роль АОХ в контроле метаболического гомеостаза 17
1.2.3.2. Роль АОХ при адаптации к стрессовым воздействиям 18
1.3. Характеристика альтернативных оксидаз (АОХ) Chlamydomonas
reinhardtii 21
1.3.1. Структура и регуляция транскрипции АОХ-генов 21
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 26
2.1. Объекты исследования 26
2.2. Условия культивирования 26
2.3. Количественный анализ экспрессии генов 28
2.3.1. Выделение тотальной РНК 28
2.3.2. Синтез одноцепочечной кДНК 29
2.3.3. ПЦР в режиме реального времени 29
2.4. Вестерн-блоттинг 31
2.5. Получение штамма со сниженным уровнем мРНК CRR1 32
2.5.1. Конструирование последовательностей олигонуклеотидов, специфичных к СRR1 32
2.5.2. Клонирование двухцепочечной ДНК для экспрессии искусственных
микро РНК 33
2.5.3. Отбор amiRNA-клонов, содержащих вставку в ориентации, необходимой для экспрессии 34
2.5.4. Трансформация C. reinhardtii 36
2.6. Измерение дыхания клеток 37
2.7. Измерение активных форм кислорода (АФК) 37
2.8. Анализ активности каталазы 38
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ 39
3.1. Действие кадмия на синтез и активность альтернативной оксидазы
АОХ1 39
3.1.1. Действие кадмия на транскрипцию гена АОХ1 39
3.1.2. Действие кадмия на уровни белка АОХ1 41
3.1.3. Действие кадмия на АОХ-зависимое дыхание 42
3.1.4. Действие кадмия на концентрацию внутриклеточных АФК и активность каталазы 43
3.2. Действие стрессоров на экспрессию гена АОХ2 45
3.2.1. Действие аноксии на транскрипцию генаAOX2 45
3.2.2. Роль транскрипционного фактора CRR1 в контроле транскрипции гена АОХ2 47
3.2.3. Действие дефицита меди на транскрипцию гена АОХ2 49
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 51
4.1 Синтез и функционирование альтернативной оксидазы АОХ1 в условиях стрессового воздействия 51
4.2 Регуляция экспрессии АОХ2 в стрессовых условиях 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
ВЫВОДЫ 56
БЛАГОДАРНОСТИ 57
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 58


Фотосинтезирующие эукариотические микроорганизмы быстро и эффективно адаптируются к изменениям в окружающей среде. При этом, наличие у этой группы микроорганизмов митохондрий и хлоропластов предполагает необходимость координированного функционирования разных компартментов клеток и наличие компартмент-специфичных механизмов, обеспечивающих эффективную адаптацию к неблагоприятным факторам. Следует подчеркнуть, что в литературе практически не обсуждается роль митохондрий в процессах адаптации и тех компонентов митохондрий, которые обеспечивают защитно-адаптивные реакции фототрофных эукариотических микроорганизмов в ответ на разные по природе стрессоры. Последнее обстоятельство ограничивает существующие представления как о механизмах регуляции стрессовых ответов, так и свойствах белков, функционирующих в митохондриях. В связи с этим возникает необходимость изучения митохондриальных белков, которые выполняли бы функцию интеграции метаболического состояния клетки с действием внешних стрессоров.
Один из механизмов клеточной защиты связан с функционированием альтернативных оксидаз (ЛОХ), локализованных в митохондриях. Хотя АОХ выявлены у эукариотических микроорганизмов, растений и грибов, изучались они главным образом у высших растений (Vanlerberghe et al., 2013). У высших растений существует два типа генов, кодирующих альтернативные оксидазы: AOX1,которые найдены у всех проанализированных представителей, и AOX2,которые, по-видимому, ограничены только двудольными растениями (Polidoros et al., 2009). Альтернативные оксидазы растений представлены, как правило, многими белками. Так у Arabidopsisих пять: AOX1a, AOX1b, AOX1c, AOX1d и AOX2. Столь многокомпонентная организация AOX, безусловно, затрудняет анализ свойств каждого отдельного представителя. Предполагают, что у высших растений альтернативные оксидазы могут действовать как центральные регуляторы роста и развития, а также как интеграторы сигналов стрессовых условий (Clifton et al., 2006; Vanlerberghe, 2013). В геноме модельного микроорганизма Chlamydomonas reinhardtiiвыявлено два гена, AOX1и AOX2,которые локализованы в разных хромосомах (хромосомы 9 и 3, соответственно). Ген AOX1 C. reinhardtii расположен в генетическом кластере, участвующем в ассимиляции нитратов (Gerin et. al, 2010, Molen et. al., 2006, Quesada et. al., 1993). Показано, что транскрипция AOX1 C. reinhardtiиндуцируется нитратом и репрессируется аммонием, и AOX1-белок вовлечен в контроль наиболее важных путей метаболизма микроорганизма (Gdrin et al., 2010).
Особенно следует подчеркнуть, что подобная регуляция альтернативной оксидазы нитратом и аммонием уникальна для C. reinhardtii,а для высших растений характерна противоположная зависимость: активация аммонием и репрессия нитратом. Вместе с тем, роль AOXl-белка в стрессовых условиях совершенно не ясна. Сотрудниками лаборатории впервые показана индукция AOX1и возрастание доли альтернативного дыхания в условиях теплового стресса (Zalutskaya, Lapina, Ermilova, 2015). Однако неизвестно, какова роль AOX1 в условиях гипертермии, и вовлечена ли эта альтернативная оксидаза у C. reinhardtiiв защитно-адаптивные ответы микроорганизма на другие стрессовые воздействия. Более ранние исследования некоторых авторов по анализу транскрипции AOX1в условиях незначительного снижения температуры (до 18°C) и окислительного стресса были проведены с использованием методов, которые не позволили корректно проанализировать регуляцию гена (Molen et al., 2006). Регуляция и роль второй
альтернативной оксидазы микроорганизма, АОХ2, не изучалась совсем. В связи с этим возникает вопрос о возможном разграничении функций между продуктами генов AOX1и AOX2в разных условиях и возможной роли ХОХ C. reinhardtiiв качестве интегратора стрессовых сигналов.
Цель работы состояла в изучении регуляции синтеза и активности альтернативных оксидаз Chlamydomonas reinhardtiiв стрессовых условиях.
В связи с этим были сформулированны следующие задачи исследования:
1. Охарактеризовать стрессовые условия, которые обуславливают увеличение транскрипции АОХ-генов и приводят к возрастанию АОХ-зависимого дыхания в клетках C. reinhardtii.
2. Выявить регулятор(ы) транскрипции, которые могут контролировать экспрессию АОХ-генов в стрессовых условиях.
3. Оценить, насколько различны условия, в которых клетки C. reinhardtii синтезируют две альтернативные оксидазы.
4. Экспериментально проверить существующую парадигму о том, что представители субсемейства АОХ2 коститутивно экспрессируются и не индуцируются в срессовых условиях.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Анализ регуляции альтернативных оксидаз C. reinhardtiiв стрессовых условиях позволил прийти к следующему заключению.
При действии на клетки C. reinhardtiiтоксичных для них концентраций кадмия происходило увеличение не только уровней транскрипции AOX1гена и уровней белка АОХ1, но и возрастала доля альтернативного дыхания, как защитного ответа на увеличение активных форм кислорода (Zalutskaya et al. (2016) Env Exp Bot). Кроме того, нами впервые установлена индукция гена AOX1при адаптации клеток к росту в темноте, и доказано, что сигналы, опосредуемые темнотой, функционируют в аддитивной манере с сигналами, индуцируемыми действием кадмия. Полученные данные позволяют расширить наши представления о стрессовых условиях, которые обуславливают увеличение АОХ- зависимого дыхания и приводят к возрастанию уровней альтернативной оксидазы АОХ1 в клетках C. reinhardtii.
Впервые показана индукция гена, кодирующего альтернативную оксидазу из второго подсемейства - AOX2, в условиях гипоксии и дефицита меди; контроль транскрипции находится под контролем транскрипционного фактора CRR1 (Ostroukhova et al. (2017) European Journal of Protistology). Полученные данные позволяют пересмотреть существующую ранее парадигму о белках семейства AOX2, как конститутивно синтезируемых и не вовлеченных в ответы на действие стрессоров. По нашему мнению, альтернативные оксидазы могут представлять собой один из ключевых компонентов ответов микроорганизма на стрессовые воздействия наряду с охарактеризованной ранее ролью АОХ1 в адаптации клеток к росту на нитрате в качестве источника азота (Рис. 22). Процессы, которые контролируются альтернативными оксидазами C. reinhardtiiпри стрессовых воздействиях, могут быть шире, чем известно в настоящее время. На основе анализа штаммов со сниженными уровнями АОХ1 и АОХ2 в дальнейшей работе предполагается проверить гипотезу о том, что процессы, которые контролируются альтернативными оксидазами C. reinhardtiiпри стрессовых воздействиях, могут быть шире, чем известно в настоящее время.



1. Aebi, H., 1984. Catalase in vitro. Method Enzym. 105, 121-126.
2. Aksmann, A., Pokora, W., Bascik-Remisiewicz, A., Dettlaff-Pokora, A., Wielgomas, B., Dziadziuszko, M., Tukaj, Z., 2014. Time-dependent changes in antioxidative enzyme expression and photosynthetic activity of Chlamydomonas reinhardtii cells under acute exposure to cadmium and anthracene. Ecotoxicol. Environ. Saf. 110, 31-40.
3. Amirsadeghi, S., Robson, C.A., Vanlerberghe, G.C., 2007. The role of the mitochondrion in plant responses to biotic stress. Physiol Plant. 129, 253- 266
4. Andersson, M. E., Nordlund, P., 1999. A revised model of the active site of alternative oxidase. FEBS Lett. 449, 17-22.
5. Andresen, E., Kupper, H., 2013. Cadmium toxicity in plants. Met. Ions Life. Sci. 11, 395-413.
6. Armstrong, A.F., Badger, M.R., Day, D.A., Barthet, M.M., Smith, P.M.C., Millar, A.H., Whelan, J., Atkin, O.K., 2008. Dynamic changes inthe mitochondrial electron transport chain underpinning cold acclimation of leaf respiration. Plant Cell Environ. 31, 1156¬1169.
7. Baurain, D., Dinant, M., Coosemans, N., Matagne, R.F., 2003. Regulation of the alternative oxidase АОХ1gene in Chlamydomonas reinhardtii: Role of the nitrogen source on the expression of a reporter gene under the control of the AOX1 promoter. Plant Physiol. 131, 1418-1430.
8. Berthold, D., A., Andersson, M. E., Nordlund, P., 2000. New insight into the structure and function of the alternative oxidase. Biochimica et Biophysica Acta. 1460, 241-254.
9. Brown, G. C., Borutaite, V., 2001. Nitric oxide, mitochondria, and cell death. IUBMB Life. 52, 189-195.
10. Campos, M. D., Cardoso, H. G., Linke, B., Costa, J. H., Fernandes de Melo, D., Justo, L., Frederico, A. M., Arnholdt-Schmitt, B., 2009. Differential expression and co-regulation of carrot AOXgenes (Daucus carota). Physiol Plant. 137, 78-591.
11. Castro-Guerrero, N.A., Rodriguez-Zavala, J.S., Marin-Hernandez, A., Rodriguez-Enriquez, S., Moreno-Sanchez, R., 2008. Enhanced alternative oxidase and antioxidant enzymes under Cd2+stress in Euglena. J. Bioenerg. Biomembr. 40, 227-235.
12. Castruita, M., Casero, D., Karpowicz, S.J., Kropat, J., Vieler, A., Hsieh, S.I., Yan, W., Cokus, S., Loo, J.A., Benning, C., Pellegrini, M., Merchant, S.S., 2011. Systems biology approach in Chlamydomonas reveals connections between copper nutrition and multiple metabolic steps. Plant Cell 23, 1273-1292.
13. Cavalcanti, J.H., Oliveira, G.M., Saraiva, K.D., Torquato, J.P., Maia, I.G., de Melo, D.F., Costa, J.H., 2013. Identification of duplicated and stress-inducible Aox2b gene co-expressed with Aox1 in species of the Medicago genus reveals a regulation linked to gene rearrangement in leguminous genomes. Plant Physiol. 170, 1609-1619.
14. Chmielowska-Bak, J., Gzyl J., Rucinska-Sobkowiak, R., Arasimowicz-Jelonek, M., Deckert, J., 2014. The new insights into cadmium sensing. Front. Plant Sci. 5, 245.
15. Clifton, R., Harvey Millar, A., Whelan, J., 2006. Alternative oxidases in Arabidopsis: a comparative analysis of differential expression in the gene family provides new insights into function of non-phosphorylating bypasses. Biochim. Biophys. Acta. 1757, 730-741.
16. Clifton, R., Lister, R., Parker, K.L., Sappl, P.G., Elhafez, D., Millar, A.H., Day, D.A., Whelan, J., 2005. Stress-induced co-expression of alternative respiratory chain components in Arabidopsis thaliana. Plant Mol. Biol. 58, 193-212.
17. Considine, M. J., Holtzapffel, R. C., Day, D. A., Whelan, J., Millar, A. H., 2002.
Molecular distinction between alternative oxidase from monocots and dicots. Plant
Physiol. 129, 949-953.
18. Costa, J. H., Cardoso, H. G., Campos, M. D., Zavattieri, A., Frederico, A. M., Fernandes
de Melo, D., Arnholdt-Schmitt, B., 2009a. Daucus carota L. - an old model for cell repro¬
gramming gains new importance through a novel expansion pattern of alternative oxidase (AOX) genes. Plant Physiol Biochem. 47, 753-759.
19. Costa, J. H., Hasenfratz-Sauder, M.-P., Pham-Thi, A., da Guia Silva Lima, M., Dizengremel, P., Jolivel, Y., de Melo, D., 2004. Identification in Vigna unguiculata (L.) Walp. of two cDNAs encoding mitochondrial alternative oxidase orthologus to soybean alternative oxidase genes 2a and 2b. Plant Sci. 167, 233-239.
20. Costa, J.H., Mota, E.F., Cambursano, M.V., Lauxmann, M.A., de Oliveira, L.M., Silva Lima Mda, G., Orellano, E.G., Fernandes de Melo, D., 2010. Stress-induced co-expression of two alternative oxidase (VuAOX1 and 2b) genes in Vigna unguiculata. Plant Physiol. 167, 561-570.
21. Crutchfield, A. L. M., Diller. K. R., Brand, J. J., 1999. Cryopreservation of
Chlamydomonas reinhardtii (Chlorophyta). Eur J Phys. 34 (1), 43-52.
22. Cuypers, A., Plusquin, M., Remans, T., Jozefczak, M., Keunen, E., Gielen, H., Opdenakker, K., Ravindran Nair, A., Munters, E., Artois, T.J., Nawrot, T., Vangronsveld, J., Smeets, K., 2010. Cadmium stress. An oxidative challenge. Biol. Met. 23, 927-940.
23. Dat, J., Vandenabeele, S., Vranova, E., Van Montagu, M., Inze', D.,Van Breusegem, F., 2000. Dual action of the active oxygen species during plant stress responses. Cell Mol Life
Sci. 57, 779-795.
24. Derzaph, T. L. M., Weger, H. G., 1996. Immunological identification of the alternative oxidase in Chlamydomonas reinhardtii (Chlorophyta). J Phycol. 32, 621-623.
25. Dinant, M., Baurain, D., Coosemans, N., Joris, B., Matagne, R.F., 2001. Characterization of two genes encoding the mitochondrial alternative oxidase in Chlamydomonas reinhardtii. Curr. Genet. 39, 101-108.
26. Ederli, L., Morettini, R., Borgogni, A., Wastemack, C., Miersch, O., Reale, L., Ferranti, F., et al., 2006. Interaction between nitric oxide and ethylene in the induction of alternative oxidase in ozone-treated tobacco plants. Plant Physiol. 142, 595- 608.
27. Elthon, T. E., McIntosh, L., 1986. Characterization and Solubilization of the Alternative Oxidase of Sauromatum guttatum mitochondria. Plant physiology. 82, 1-6.
28. Elthon, T. E., McIntosh, L., 1987. Iden tification of the alternative terminal oxidase of higher plant mitochondria. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 84, 8399-8403.
29. Elthon, T. E., Nickels, R. L., McIntosh, L., 1989. Monoclonal antibodies to the alternative oxidase of higher plant mitochondria. Plant physio logy. 89, 1311-1317.
30. Ferrante, P., Catalanotti, C., Bonente, G., Giuliano, G., 2008. An optimized, chemically
regulated gene expression system for Chlamydomonas. PLoS One 3, e3200,
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0003200.
31. Fiorani, F., Umbach, A.L., Siedow, J.N., 2005. The alternative oxidase of plant
mitochondria is involved in the acclimation of shoot growth at low temperature. A study of Arabidopsis AOXla transgenic plants. Plant Physiol. 139, 1795-1805.
32. Frederico, A.M., Campos, M.D., Cardoso, H.G., Imani, J., and Arnholdt-Schmitt, B., 2009. Alternative oxidase involvement in Daucus carota somatic embryogenesis, Physiologia Plantarum. 137, 498-508.
33. Fujimoto, S. Y., Ohta, M., Usui, A., Shinshi, H., Ohme-Takagi, M., 2000. Arabidopsis ethylene-responsive element binding factors act as transcriptional activators or repressors of GCC box-mediated gene expression. Plant Cell. 12, 393-404.
34. Gallego, S.M., Pena, L.B., Barcia, R.A., Azpilicueta, C.E., Iannone, M.F., Rosales, E.P., et al,. 2012. Unravelling cadmium toxicity and tolerance in plants: insight into regulatory mechanisms. Environ. Exp. Bot. 83, 33-46.
35. Garnier, L., Simon-Plas, F., Thuleau, P., Agnel, J.P., Blein, J.P., Ranjeva, R., Montillet, J.L., 2006. Cadmium affects tobacco cells by a series of three waves of reactive oxygen species that contribute to cytotoxicity. Plant Cell Environ. 29, 1956-1969.
36. Gorin, S., Mathy, G., Blomme, A., Franck, F., Sluse, F. E., 2010. Plasticity of the mitoproteome to nitrogen sources (nitrate and ammonium) in Chlamydomonas reinhardtii: The logic of Aox1 gene localization. Biochimica et Biophysica Acta. 1797, 994-1003.
37. Gillet, S., Decottignies, P., Chardonnet, S., Le Marechal, P., 2006. Cadmium response and redox in targets in Chlamydomonas reinhardtii: a proteomic approach. Photosynth. Res. 89, 201-211.
38. Gonzalez-Meler, M.A., Ribas-Carbo, M., Giles, L., Siedow, J.N., 1999. The effect of growth and measurement temperature on the activity ofthe alternative respiratory pathway. Plant Physiol. 120, 765-772.
39. Gorman, D.S., Levine, R.P., 1965. Cytochrome and plastocyanin, their sequences in the photosynthetic electron transport chain of Chlamydomonas reinhardtii. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 54, 1665-1669.
40. Gupta, K. J., Shah, J. K., Brotman, Y., Jahnke, K., Willmitzer, L., Kaiser, W. M., Bauwe, H., Igamberdiev, A. U., 2012. Inhibition of aconitase by nitric oxide leads to induction of the alternative oxidase and to a shift of metabolism towards biosynthesis of amino acids. J. Exp. Bot. 63, 1773-1784.
41. Hanqing Feng, Dongdong Guan, Kun Sun, Yifeng Wang, Tengguo Zhang, Rongfang Wang. 2013. Expression and signal regulation of the alternative oxidase genes under abiotic stresses. Acta Biochim Biophys Sino 45 (12), 985-994.
42. Hemschemeier, A., Casero, D., Liu, B., Benning, C., Pellegrini, M., Happe, T., Merchant, S., 2013. Copper response regulator1-dependent and -independent responses of the Chlamydomonas reinhardtii transcriptome to dark anoxia. Plant Cell 25, 3186-3211.
43. Hemschemeier, A., Melis, A., Happe, T., 2009. Analytical approaches to photobiological hydrogen production in unicellular green algae. Photosynth. Res. 102, 523-526.
44. Heyno, E., Klose, C., Krieger-Liszkay, A., 2008. Origin of cadmium-induced reactive oxygen species production: mitochondrial electron transfer versus plasma membrane NADPH oxidase. New Phytol. 179, 687-699.
45. Ho, L.H.M., Giraud, E., Uggalla, V., Lister, R., Clifton, R., Glen, A., Thirkettle-Watts, D., Van Aken, O., Whelan, J., 2008. Identification of regulatory pathways controlling gene expression of stress-responsive mitochondrial proteins in Arabidopsis. Plant Physiol. 147, 1858-1873.
46. Huang, X., Von-Rad, U., Durner, J., 2002. Nitric oxide induces transcriptional activation of the nitric oxide-tolerant alternative oxidase inArabidopsissuspension cell. Planta. 215, 914- 923.
47. Ito, K., Ogata, T., Kakizaki, Y., Elliott, C., Albury, M. S., Moore, A. L., 2011. Identification of a gene for pyruvate-insensitive mitochondrial alternative oxidase expressed in the thermogenic appendices in Arum maculatum. Plant physiology. 157, 1721-1732.
48. Ito, Y., Saisho, D., Nakazono, M., Tsutsumi, N., Hirai, A., 1997. Transcript levels of tandem-arranged alternative oxidase genes in rice are increased by low temperature. Gene. 203, 121-129.
49. Jacobs, J., Pudollek, S., Hemschemeier, A., Happe, T., 2009. A novel, anaerobically induced ferredoxin in Chlamydomonas reinhardii. FEBS Lett. 583, 325-329.
50. Johnson, C., Boden, E., Arias, J., 2003. Salicylic acid and NPR1induce the recruitment oftrans-activating TGA factors to a defense gene promoter in Arabidopsis. Plant Cell. 15: 1846-1858,
51. Juszczuk, I. M., Rychter, A. M., 2003. Alternative oxidase in higher plants. Acta Biochimica Polonica. 50 (4), 1257-1271.
52. Keunen, E., Remans, T., Bohler, S., Vangronsveld, J., Cuypers, A., 2011. Metal-induced oxidative stress and plant mitochondria. Int. J. Mol. Sci. 12, 6894-6918.
53. Kim, J., Kim, H. Y., 2006. Functional analysis of a calcium-binding transcription factor involved in plant salt stress signaling. FEBS Lett. 580, 5251-5256.
54. Kindle, K. L., 1990. High-frequency nuclear transformation of Chlamydomonas
reinhardtii. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 87, 1228-1232.
55. Kindle, K. L., 1998. Nuclear transformation: technology and applications. In JD Rochaix, M Goldschmidt-Clermont, S Merchant, eds, The Molecular Biology of Chloroplasts and Mitochondria in Chlamydomonas. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 41-61.
56. Kirimura, K., et Yoda, M., Ko, I., Oshida, Y., Miyake, K., Usami, S., 1999. Cloning and sequencing of the chromosomal DNA and cDNA encoding the mitochondrial citrate synthase of Aspergillus niger WU-2223L. J Biosci Bioeng. 88 (3), 237-43.
57. Kropat, J., Tottey, S., Birkenbihl, R.P., Depege, N., Huijser, P., Merchant, S., 2005. A regulator of nutritional copper signaling in Chlamydomonas is an SBP domain protein that recognizes the GTAC core of copper response element. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102, 18730-18735.
58. Ku, H. S., Leopold, A. C., 1970. Mitochondrial responses to ethylene and other
hydrocarbons. Plant Physiol. 46, 842-844.
59. Laemmli, U. K., 1970. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of
bacteriophage T4. Nature. 227, 680-685.
60. Lambertz, C., Hemschemeier, A., Happe, T., 2010. Anaerobic expression of the
ferredoxin-encoding FDX5 gene of Chlamydomonas reinhardtii is regulated by the Crr1 transcription factor. Eukaryot. Cell 9, 1747-1754.
61. Li, Z., Xing, D., 2011. Mechanistic study of mitochondria-dependent programmed cell death induced by aluminum phytotoxicity using fluorescence techniques. J. Exp. Bot. 62, 331-343.
62. Marti, M. C., Florez-Sarasa, I., Camejo, D., Ribas-Carbo, M., Lazaro, J. J., Sevilla, F., Jimdnez, A., 2011. Response of mitochondrial thioredoxin PsTrxol, antioxidant enzymes, and respiration to salinity in pea (Pisum sativum, L.) leaves. J. Exp. Bot. 62, 3863-3874.
63. Maxwell, D. P., Nickels, R., McIntosh, L., 2002. Evidence of mitochondrial involvement in the transduction of signals required for the induction of genes associated with pathogen attack and senescence. Plant. J. 29, 269-279.
64. McCabe, T. C., Finnegan, P. M., Harvey Millar, A., Day, D. A., Whelan, J., 1998. Differ-ential expression of alternative oxidase genes in soybean cotyledons during postgerminative development. Plant Physiol. 118, 675-682.
65. McDonald, A. E., Vanlerberghe, G. C., 2006. Origins, evolutionary history, and taxonomic distribution of alternative oxidase and plastoquinol terminal oxidase. Comparative Biochemistry and Physiology. Part D 1, 357-364.
66. Mclntosh, L., 1994. Molecular Biology of the Alternative Oxidase. Plant Physiol. 105, 781-786.
67. Medentsev, A. G., Arinbasarova, A. Y., Akimenko, V. K., 1999. Regulation and
physiological role of cyanide-resistant oxidases in fungi and plants. Biochemistry. 64, 1230-1243.
68. Melis, A., Zhang, L., Forestier, M., Ghirardi, M.L., Seibert, M., 2000. Sustained
photobiological hydrogen gas production upon reversible inactivation of oxygen evolution in the green alga Chlamydomonas reinhardtii. Plant Physiol. 122, 127-136.
69. Millar, A.H., Bergersen, F.J., Day, D.A., 1994. Oxygen affinity of terminal oxidases in soybean mitochondria. Plant Physiol. Biochem. 32, 847-852.
70. Mittler, R., Vanderauwera, S., Suzuki, N., Miller, G., Tognetti, V.B., Vandepoele, K., Gollery, M., Shulaev, V., Van Breusegem, F., 2011. ROS signaling: the new wave? TrendsPlant Sci. 16, 300-309.
71. Molen, T.A., Rosso, D., Piercy, S., Maxwell, D.P., 2006. Characterization of the alternative oxidase of Chlamydomonas reinhardtii in response to oxidative stress and a
shift in nitrogen source. Physiol. Plant. 127, 74-86.
72. Molnar, A., Basset, A., Thuenemann, E., Schwach, F., Karkare, S., Ossowski, S., Weigel, D., Baulcombe, D., 2009. Highly specific gene silencing by artificial microRNAs in the unicellular alga Chlamydomonas reinhardtii. Plant J. 58, 165-174.
73. Murakami, Y., Toriyama, K., 2008. Enhanced high temperature tolerance in transgenic rice seedlings with elevated levels of alternative oxidase, OsAOX1a. Plant Biotechnol. 25, 361-364.
74. Mus, F., Dubini, A., Seibert, M., Posewitz, M.C., Grossman, A.R., 2007. Anaerobic acclimation in Chlamydomonas reinhardtii: anoxic gene expression, hydrogenase induction, and metabolic pathways. J. Biol. Chem. 282, 25475-25486.
75. Neill, S. J., Desikan, R., Clarke, A., Hurst, R. D., Hancock, J. T., 2002. Hydrogen peroxide and nitric oxide as signaling molecules in plants. J Exp Bot. 53, 1237-1247.
76. Neimanis, K., Staples, J. F., Huner, N. P., and McDonald, A. E., 2013. Identification, expression, and taxonomic distribution of alternative oxidases in non-angiosperm plants. Gene. 526, 275-286.
77. Nguyen, A.V., Thomas-Hall, S.R., Malno, A., Timmins, M., Mussgnug, J.H., Rupprecht, J., Kruse, O., Hankamer, B., Schenk, P.M., 2008. Transcriptome for photobiological hydrogen production induced by sulfur deprivation in the green alga Chlamydomonas reinhardtii. Eukaryot. Cell 7, 1965-1979.
78. Norman, C., Howell, K. A., Millar, A. H., Whelan, J. M., Day, D. A., 2004. Salicylic acid is an uncoupler and inhibitor of mitochondrial electron transport. Plant Physiol. 134, 492¬501.
79. Ostroukhova, M., Zalutskaya, Z., Ermilova, E., 2017. New insights into AOX2
transcriptional regulation in Chlamydomonas reinhardtii. European Journal of Protistology. 58, 1-8.
80. Padua, M., Aubert, S., Casimiro, A., Bligny, R., Millar, A.H., Day, D.A., 1999. Induction of alternative oxidase by excess copper in sycamore cell suspensions. Plant Physiol. Biochem. 37, 131-137.
81. Parsons, H.L., Yip, J.Y.H., Vanlerberghe, G.C., 1999. Increased respiratory restriction during phosphate-limited growth in transgenic tobacco cells lacking alternative oxidase. Plant Physiol. 121, 1309-1320.
82. Polidoros, A.N., Mylona P.V., Arnholdt-Schmitt, 2009. Aoxgene structure, transcript vari-ation and expression n plants. Physiologia Plantarum. 137, 342-353.
83. Popov, N. [Reliable micromethod for determination of the protein content in tissue homogenates] / Popov, N., Schmitt, M., Schulzeck, S., Matthies, H., 1975. Acta Biol Med Ger. 34, 1441-1446.
84. Quesada, A., Galvan, A., Schnell, R.A., Lefebvre, P.A., Fernandes, E., 1993. Five nitrate assimilation-related loci are clustered in Chlamydomonas reinhardtii. Mol. Gen. Genet. 240, 387-394.
85. Quinn, J.M., Barraco, P., Eriksson, M., Merchant, S., 2000. Coordinate copper- and oxygen-responsive Cyc6 and Cpx1 expression in Chlamydomonas is mediated by the same element. J. Biol. Chem. 275, 6080-6089.
86. Quinn, J.M., Eriksson, M., Moseley, J.L., Merchant, S., 2002. Oxygen deficiency responsive gene expression in Chlamydomonas reinhardtii through a copper-sensing signal transduction pathway. Plant Physiol. 128, 463-471.
87. Rachmilevitch, S., Xu, Y., Gonzalez-Meler, M.A., Huang, B., Lambers, H., 2007. Cytochrome and alternative pathway activity in roots of thermal and non-thermal Agrostis species in response to high soil temperature. Physiol. Plant. 129, 163-174.
88. Rentel, M. C., Knight, M. R., 2004. Oxidative stress-induced calcium signaling in Arabidopsis. Plant Physiol. 135, 1471-1479.
89. Rhoads, D. M., McIntosh, L., 1993. Cytochrome and alternative pathway respiration in tobacco. Effects of salicylic acid. Plant Physiol. 103, 877-883.
90. Rhoads, D.M., Subbaiah, C.C., 2007. Mitochondrial retrograde regulation in plants. Mitochondrion 7, 177-194.
91. Rhoads, D.M., Umbach, A.L., Subbaiah, C.C., Siedow, J.N., 2006. Mitochondrial reactive oxygen species. Contribution to oxidative stress and interorganellar signaling. Plant Physiol. 141, 357-366.
92. Saisho, D., Nakazono, M., Lee, K.H., Tsutsumi, N., Akita, S., Hirai, A., 2001а. The gene for alternative oxidase-2 (AOX2) from Arabidopsis thaliana consists of five exons unlike other AOXgenes and is transcribed at an early stage during germination. Genes Genet. Syst. 76, 89-97.
93. Saisho, D., Nakazono, M., Tsutsumi, N., Hirai, A., 2001b. ATP synthesis inhibitors as well as respiratory inhibitors increase steady-state level of alternative oxidase mRNA in Ara-bidopsis thaliana. J Plant Physiol. 158, 241-245.
94. Saisho, D., Nambara, E., Naito, S., Tsutsumi, N., Hirai, A., Nakazono, M., 1997. Charac-terization of the gene family for alternative oxidase from Arabidopsis thaliana. Plant Mol Biol. 35, 585-596.
95. Sakihama, Y., Nakamura, S., Yamasaki, H., 2002. Nitric oxide production mediated by nitrate reductase in the green alga Chlamydomonas reinhardtii: an alternative NO production pathway in photosynthetic organisms, Plant Cell Physiol. 43 (3), 290-297.
96. Shao, N., Beck, C.F., Lemaire, S.D., Krieger-Liszkay, A., 2008. Photosynthetic electron flow affects H2O2 signaling by inactivation of catalase in Chlamydomonas reinhardtii. Planta 228, 1055-1066.
97. Siedow, J. N., Umbach, A. L., Moore, A. L., 1995. The active site of the cyanide-resistant oxidase from plant mitochondria contains a binuclear iron center. FEBS Lett. 362, 10-14.
98. Smith, C. A., Melino, V. J., Sweetman, C., Soole, K. L., 2009. Manipu lation of alternative oxidase can influence salt tolerance in Arabidopsis thaliana. Physiologia plantarum. 137, 459-472.
99. Song, S., Qi, T., Huang, H., Ren, Q., Wu, D., Chang, C., Peng, W., et al., 2011. The jasmonate-ZIM domain proteins interact with the R2R3-MYB transcription factors MYB21and MYB24to affect jasmonate-regulated stamen development inArabidopsis. Plant Cell. 23, 1000-1013.
100. Stael, S., Wurzinger, B., Mair, A., Mehlmer, N., Vothknecht, U. C., Teige, M., 2012. Plant calcium signaling: an emerging field. J Exp Bot. 63, 1525-1542.
101. Takeda, S., Gapper, C., Kaya, H., Bell, E., Kuchitsu, K., Dolan, L., 2008. Local positive feedback regulation determines cell shape in root hair cells. Science. 319, 1241-1244.
102. Theodorou, M.E., Plaxton, W.C., 1993. Metabolic adaptations of plant respiration to nutritional phosphate deprivation. Plant Physiol. 101, 339-344.
103. Umbach, A. L., Siedow, J. N., 2000. Covalent and Noncovalent Dimers of the Cyanide- Resistant Alternative Oxidase Protein in Higher Plant Mitochondria and Their Relationship to Enzyme Activity. Plant physiology. 103, 845-854
104. Vanlerberghe, G.C., 1997. Alternative oxidase: From Gene to Function. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 48, 703-34.
105. Vanlerberghe, G.C., 2013. Alternative oxidase, a mitochondrial respiratory pathway to maintain metabolic and signaling homeostasis during abiotic and biotic stress in plants. Int. J. Mol. Sci. 14: 6805-6847.
106. Vishwakarma, A., Tetali, S.D., Selinski, J., Scheibe, R., Padmasree, K., 2015. Importance of the alternative oxidase (AOX) pathway in regulating cellular redox and ROS homeostasis to optimize photosynthesis during restriction of the cytochrome oxidase pathway in Arabidopsis thaliana. Ann. Bot. 116, 555-569.
107. Wang, J., Rajakulendran, N., Amirsadeghi, S., Vanlerberghe, G.C., 2011. Impact of mitochondrial alternative oxidase expression on the response of Nicotiana tabacum to cold
temperature. Physiol. Plant. 142, 339-351.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.