Analiza ekspresije, aktivnosti i lokalizacije FeAPL1- novog tipa asparatične proteinaze heljde -Fagopyrum esculentum Moench-

Abstract

Iz biblioteke cDNK semena heljde u srednjoj fazi sazrevanja prethodno je izolovana cDNK koja kodira atipičnu aspartičnu proteinazu (FeAPL1), a zatim i odgovarajući genomski fragment koji, osim kodirajuće sekvence, sadrži i 5’-regulatorni region u kome su uočeni cis-elementi koji mogu učestvovati u regulaciji ekspresije ovog gena pod uticajem faktora spoljašnje sredine i opredeljivati njegovu seme-specifičnu ekspresiju. U ovom radu uradjena je detaljna analiza ekspresije gena FeAPL1 po organima heljde- na nivou RNK upotrebom metoda RT-PCR i Real Time RT-PCR, a analizom Western blot na nivou proteina. Umnošci slabog intenziteta su uočeni u fazama sazrevanja semena do stadijuma 14 DAF, za kojima sledi naglo povećanje količine transkripta u stadijumu 14-17 DAF, nakon čega dolazi do smanjenja količine RNK. Profil ekspresije proteina prati profil ekspresije RNK. U listu, korenu, stablu i cvetu uočene su male količine transkripta, ali odgovarajući protein nije bio prisutan. Kako je kompjuterskom analizom predikovano više cis-aktivirajućih elemenata u promotorskom regionu gena za FeAPL1, njegova ekspresija je praćena i pod uticajem stresogenih faktora spoljašnje sredine (UV zračenje, mrak, mehanička povreda, suša, salicilna kiselina), ali značajne promene u ekspresiji nisu oučene ni u jednom ispitivanom slučaju. U cilju dobijanja proteina u količini pogodnoj za biohemijsku analizu i produkciju antitela, korišćeno je nekoliko ekspresionih sistema: E. coli, P. pastoris i kultura insekatskih ćelija. Zadovoljavajuća ekspresija dobijena je jedino pri upotrebi konstrukta rMBP-FeAPL1 u soju Rosetta-gami E. coli u kome je dobijen solubilan rekombinantni fuzioni proteina koji, nakon proteolitičke obrade, poseduje enzimsku aktivnost na pH 3,0, inhibiranu pepstatinom A. Rekombinantni protein, rFeAPL1-His6, od ~55 kDa, je eksprimiran u ćelijskoj liniji duvana BY-2 u kome je detektovana pepstatin A senzitivna enzimska aktivnost na pH 3,0 bez prethodne proteolitičke obrade. Veća molekulska masa u odnosu na predikovanu (46 kDa) ukazuje na verovatnu glikozilaciju proteina. Imunocitohemijskom analizom i analizom proteina protoplasta transformisanih BY-2 ćelija je utvrđeno da je FeAPL1 lokalizovan u ćelijskom zidu. Na osnovu dobijenih rezultata diskutovane su potencijalne funkcije proteinaze FeAPL1.