Proteólisis en plantas bajo condiciones de estrés producidas por metales

1. Proteólisis en plantas bajo condiciones de estrés producidas por metales Bioq. Liliana Beatriz Pena Cátedra de Química Biológica Vegetal, FFyB – UBA Junín 956, piso 1 (C1113AAC) Ciudad de Buenos Aires. Argentina. lpena@ffyb.uba.ar Directora: Dra Susana M Gallego

2. Seres vivos Ácidos nucleicos Hidratos de carbono Lípidos Proteínas síntesis degradación

3. 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

4. Clasificación general • Proteasas: Exopeptidasa Endopeptidasa • Ubiquitina-Proteasoma

5. Proteasas • Germinación • Morfogénesis y biosíntesis celular • Senescencia • Muerte celular programada • Mecanismos de defensa

6. Ubiquitina-proteasoma • Remoción selectiva de efectores del ciclo celular, factores de trascripción y receptores celulares • Degradación de proteínas oxidadas

7. 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

8. 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

9. T Jung et al (2007) Arch Biochem Biophys 462

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

11. Sistema de estudio

12. 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

13. Efecto del Cd

14. 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

15. Últimos resultados • Al 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

16. 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.Phytochemistry68(8): 1139-1146. • LB Pena, LA Pasquini, ML Tomaro, SM Gallego (2006) Proteolytic system in sunflower (Helianthus annuus L.) leaves under cadmium stress.Plant Sci171(4): 531-537. • LB Pena, ML Tomaro, SM Gallego (2006) Effect of different metals on protease activity in sunflower cotyledons. Electronic J Biotechnol9(3): 258-262.