Biosinteza rezervnih proteina semena heljde

Abstract

Резервни протеини семена хељде интересантни су за истрживање из два разлога-то су протеини високе биолошке вредности упоредиви по аминокиселинском саставу са онима животињског порекла, а осим тога регулација експресије гена који кодирају ове протеине специфична за дефинисану фазу развића и ткиво, посебно је интересантна за фундаментална истраживања. Резервни протеини семена хељде сачињени су од три посебне протеинске фракције: 13S глобулини (легумини), mc-глобилини(вицилини) и 2S албумини . Анализа биосинтезе ових протеина обухватала је поређење производа in vitro транслације poly(A)РНК изолованих из семена хељде у различитим фазама развића са in vivo обележеним протеинима изолованим из исте фазе. Показано је да је средња фаза развића она у којој доминира синтеза реѕервних протеина што је уобичајено и код осталих биљних врста. Оно што је специфично за хељду је то да легумински тип резервног протеина није производ пост-ранслацијске обраде прекурсора, већ су компоненте кодиране посебним појединачним иРНК. Биосинтеза mc глобулина и вицилина је поредива са осталим биљним врстама Специфичност резервних протеина за семе је потврђена поређењем in vitro транслационих производа poly(A) РНК изолованих из листа, цвета и хипокотила. Осим претходног, део истраживања је био фокусиран на амализу протеина и poly(A) РНК семена хељде која је расла у медијуму дефицитарном у сумпору.Под овим условима, синтеза албумина и базних субјединица 13S глобилина била је значајно редукована.

What makes buckwheat interesting for research is that buckwheat seed contains 10-12% proteins which, belonging to the proteins of high biological value according to their amino acid composition, similar to animal proteins. Furthermore, the regulation of gene expression of storage proteins is particularly important in fundamental research, as intricate mechanisms of gene switching in late embryogenesis and tissue specificity can be studied on those particular genes. Buckwheat seed storage proteins comprise three distinct protein fractions: 13S globulins, mc-globulins and albumins, belonging to the legumin-like, vicilin-like and 2S albumin-like storge proteins respectively. In studing the biosinthesis of these proteins, the prducts of in vitro translation of the poly(A) RNA islated from the buckwneat seed in different developmental stages were compared with the in vivo labeled proteins as well as with the proteins directly isolated from the respective developmental stages.The results obtained show that the changes in mRNAS correspond to the changes in proteins during development, and that mRNAs for storage proteins are the dominant ones in the mid-maturation stage, the finding which is common for nany other plants.However, the biosinthesis of 13S globulin differs from other legumin-like proteins in that the 13S subunit-polipeptides are not the products of post-translational processing but are durectly encoded by undividual mRNAS. The biosinthesis of mc globulins follows the usual pattern for other vicilin-like proteins. The seed specificity of storage protein gene expression was also confirmed by comparison of in vitro translation pproducts of poly(A)RNAs from seed with those from leaf, flower and hypocotil. Next, we focused our research on the analysis of the proteins and poly(A)RNAs of the buckwheat seed which was grown in a sulfur defiient medium.Under those condition, the synthesis of storage proteins-spacifically albumins and basic subunits of the 13S globulins –was significantly reduced.