دانلود ترجمه مقاله نقش گلوتاتیون پراکسیدازها در هموستاز ردوکس کلروپلاست (ساینس دایرکت – الزویر ۲۰۲۳)

نقش گلوتاتیون پراکسیدازها در هموستاز ردوکس کلروپلاست در آرابیدوپسیس

The contribution of glutathione peroxidases to chloroplast redox homeostasis in Arabidopsis

چکیده
۱-مقدمه
۲- مواد و روشها
۳-نتایج
۴-بحث
۵- نتیجه گیری
منابع

چکیده
از جمله عوامل مهمی که در تنظیم تعادل واکنش اکسایش-کاهش کلروپلاست در پاسخ به تغییرات شدت نور نقشی اساسی ایفا می کنند عوامل اکساینده واسطه هستند و این کار را به وسیله فعالیت پراکسیداز وابسته به تیول در پروکسی ردوکسین سیستئین-۲ انجام میدهند و برای انجام این عملکرد به تیوردوکسین ردوکتازوابسته به نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید فسفات نیاز دارند. علاوه بر این، کلروپلاست های گیاهی مجهز به گلوتاتیون پراکسیدازها ،پراکسیدازهایی تیول دار هستند که به تیوردوکسین ها متکی هستند .اگرچه عوامل اکساینده واسطه گلوتاتیون پراکسیدازها دارای یک مکانیزم واکنشی مشابه با پروکسی ردوکسین سیستئین-۲هستند اما هنوز نقش آنها درهموستازی اکسایش-کاهش کلروپلاست زیاد مشخص نیست .به منظوربررسی این موضوع ، ما بروی گیاه آرابیدوپسیس تحقیق کرده ایم که دارای دو جهش گلوتاتیون پراکسید۱، گلوتاتیون پراکسید۷ بود و فاقد دو گلوتاتیون پراکسیداز ۱ و ۷ مستقر در کلروپلاست بود. علاوه بر این، برای تجزیه و تحلیل رابطه عملکردی گلوتاتیون پراکسیدازهای کلروپلاست با سیستم اکسیداسیون و کاهش پروکسی ردوکسین سیستئین-۲- تیوردوکسین ردوکتازجهش های گلوتاتیون پراکسید۱، گلوتاتیون پراکسید۷- شپرون پروتئینی متصل غشایی۲و گلوتاتیون پراکسید۱گلوتاتیون پراکسید۷-تیوردوکسین ردوکتازایجاد شدند.جهش گلوتاتیون پراکسید۱،گلوتاتیون پراکسید۷ فنوتیپ نوع وحشی را نشان می دهد که اثبات کننده این است که گلوتاتیون پراکسیدازهای کلروپلاست برای حداقل رشد گیاه تحت شرایط استاندارد ضروری هستن .با این حال،جهش- گلوتاتیون پراکسید۱ گلوتاتیون پراکسید۷- شپرون پروتئینی متصل غشایی۲رشد کندتری نسبت به جهش شپرون پروتئینی متصل غشایی۲ نشان داد .فقدان همزمان پروکسی ردوکسین سیستئین-۲و گلوتاتیون پراکسیداز بر عملکرد محتوای کلروفیل و عملکرد فتوسیستم۲تأثیر گذاشت و باعث تاخیر بیشتر در اکسیداسیون آنزیم در تاریکی شد.در مقابل جهش-گلوتاتیون پراکسید-۱گلوتاتیون پراکسید۷-تیوردوکسین ردوکتاز، با ترکیب کردن فقدان تیوردوکسین ردوکتازو گلوتاتیون پراکسیدازهای کلروپلاست مانند جهش تیوردوکسین ردوکتاز رفتار می کنند که نشان می دهد سهم گلوتاتیون پراکسیدازهادر هم ایستایی واکنش اکسایش-کاهش کلروپلاست مستقل از تیوردوکسین ردوکتازاست.سنجش های آزمایشگاهی به بررسی بیشتر این نظریه پرداختند و نشان دادند که فرایند کاهش توسط تیوردوکسین ردوکتاز اتفاق نمی افتد، بلکه کاهش به وسیله تیوردوکسین y2 رخ میدهد.بر اساس این نتایج، ما نقشی را برای گلوتاتیون پراکسیدازها در توالی اکسایش-کاهش کلروپلاست ارائه دادیم .

۲- مواد و روشها
۲-۱-مواد زیستی(بیولوژیکی) و شرایط رشد
نوع وحشی گیاه آرابیدوپسیس تالیانا (اکوتیپ کلمبیا) و گیاهان جهش یافته روی خاک در بسترهای کشت به ترتیب تحت دوره های دوره نوری روز بلند (۱۶ ساعت روشنایی – ۸ ساعت تاریکی) یا روز کوتاه (۸ ساعت روشنایی – ۱۶ ساعت تاریکی) با شدت نور۱۲۰ (پیکولوکس نور ورودی بر مترمربع ۲- بر ثانیه ۱-) و رطوبت نسبی ۷۰ درصد قرار گرفتند. برای تیمارهای نور زیاد گیاهانی که تحت دوره نوری روز کوتاه به مدت ۶ هفته رشد کرده بودند با شدت نور ۸۰۰ (پیکولوکس نور ورودی بر مترمربع ۲- بر ثانیه ۱-))در معرض نور قرار گرفتند. سویه های اشریشیا کلای در ماده مغذی میلر مایع در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد با آنتی بیوتیک مناسب رشد داده شدند.

۲-۲- توالی جهش های دوگانه، سه گانه و چهارگانه گیاه آرابیدوپسیس
برای تولید جهش دوگانه گلوتاتیون پراکسید۱،گلوتاتیون پراکسید۷،تک جهش گلوتاتیون پراکسید۱ (SALK_027373) و گلوتاتیون پراکسید۷(SALK_072007)که از مرکز ذخیره آرابیدوپسیس اروپایی (دردانشگاه ناتینگهام، انگلستان) به دست آمده بود، به صورت دستی ترکیب شدند و جهش دوگانه گلوتاتیون پراکسید۱، گلوتاتیون پراکسید۷ از نتاج با آنالیز جایگذاری آگروباکتریوم تومافاسین حامل-دی ان ای در ژنوم دی ان ای با استفاده از الیگونوکلئوتیدهای نشان داده شده در جدول S1ایجاد شد.جهش چهارگانه گلوتاتیون پراکسید۱، گلوتاتیون پراکسید۷- شپرون پروتئینی متصل غشایی۲ و جهش سه گانه گلوتاتیون پراکسید۷- تیوردوکسین ردوکتاز به ترتیب با تلاقی دستی جهش گلوتاتیون پراکسید۷- که در بالاشرح داده شد با جهش شپرون پروتئینی متصل غشایی۲]۴۱ [و جهش تیوردوکسین ردوکتاز ] ۴۵ [ایجاد شدند.جهش های گلوتاتیون پراکسید۱، گلوتاتیون پراکسید۷- شپرون پروتئینی متصل غشایی۲ و جهش سه گانه گلوتاتیون پراکسید۷- تیوردوکسین ردوکتاز از فرزندان این تلاقی ها با تجزیه و تحلیل حضور درج های دی ان ای منتقل شده در دی ان ای ژنومی با الیگونوکلئوتیدهای نشان داده شده در جدول S1 انتخاب شدند.

۲-۳- استخراج پروتئین، سنجش آلکیلاسیون و تجزیه و تحلیل وسترن بلات
بافت برگ ها جدا شد و بلافاصله با نیتروژن مایع منجمد شد. عصاره های پروتئینی با بافر استخراجی تهیه شدند ( ۵۰ میلی مولار تریس هیدروکلراید، ۱۵/۰مولار نمک ، ۵/۰ درصد محلول شوینده غیریونی و غیر دناتوره کننده نانیدیت ، که بلافاصله به بافت های برگ که تحت نیتروژن مایع قرار داشتند اضافه شد که بعد از چرخش برروی دستگاه ورتکس آزمایشگاه عصاره ها در ۱۰۰/۱۶گرم در دمای ۴ درجه سانتیگراد به مدت ۲۰ دقیقه سانتریفیوژ شدند. پروتئین با استفاده از معرف برادفورد اندازه گیری شد.سنجش آلکیلاسیون طبق تحقیقات قبلی [۴۶] با استفاده از۶۰ میلی مولار یدواستامید انجام شد.برای آنالیز سدیم دودسیل سولفات-پلی آکریل آمید الکتروفورز ژل نمونه های پروتئین تحت شرایط احیاکننده یا غیر احیاکننده قرار گرفتند همانطور که در شکل نشان داده شده است از غلظت ژل آکریل آمید ۹٫۵درصد برای روبیسکو اکتیواز و آنزیم های هیدرولازیا ۱۲درصد برای تیوردوکسین ردوکتاز،پراکسیردوکسین های سیستئین-۲ و گلوتاتیون پراکسیدازها ،استفاده شد.پروتئین های جدا شده به غشاهای نیتروسلولزی منتقل شدند و به همراه آنتی بادی مشخص شده مورد بررسی قرار گرفتند. آنتی بادی های اختصاصی برای تیوردوکسین ردوکتاز[۴۵] و پراکسیردوکسین های سیستئین-۲ [۳۸] قبلاً در آزمایشگاه تولید شده بودند. آنتی بادی ضد روبیسکو اکتیواز توسط دکتر پورتیس(وزارت کشاورزی ایالات متحده آمریکا) و آنتی بادی آنزیم های هیدرولاز و گلوتاتیون پراکسیدازها از تولیدکننده آنتی بادی گیاهی و جلبکی سوئدی خریداری شد.