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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/691| Identificación de proteínas involucradas en la fotoprotección del alga parda Macrocystis pyrifera Identification of proteins involved in the photoprotection of the brown algae Macrocystis pyrifera | |
| Alma Carolina Castañeda Vega | |
| Ernesto García Mendoza | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Ciclo de xantofilas,Proteins,Xanthophyll cycle,Thermal dissipation,Non photochemical quenching of chlorophyll a fluorescence of photosystem,Photoprotection,Brown algae,Disipación térmica,NPQ,Proteínas,Disipación no fotoquímica de la fluorescencia del fotosistema,Alga parda,Fotoprotección,Macrocystis pyrifera | |
| La disipación térmica del exceso de energía es uno de los mecanismos de fotoprotección más importantes de plantas y algas, ya que proporciona resistencia a condiciones de estrés lumínico. La disipación no fotoquímica de la fluorescencia del fotosistema II (NPQ por sus siglas en inglés) es el proxy utilizado para medir la disipación térmica. En plantas, tres elementos son esenciales para el control del NPQ: la acidificación del lumen tilacoidal, la protonación de la proteína PsbS y la interconversión de los pigmentos carotenoides a través del ciclo de las xantofilas. El NPQ en el alga café Macrocystis pyrifera está controlado principalmente por el ciclo de las xantofilas pero no se conocen las proteínas que intervienen en la regulación de este proceso y no se han detectado homólogos del gen que codifica para la proteína PsbS en plantas. Por lo tanto, la(s) proteína(s) involucradas en la disipación térmica de esta alga deben ser distintas a las de plantas. El objetivo de este estudio fue el de identificar a las proteínas que podrían estar involucradas en el control del NPQ en M. pyrifera. Se evaluó la concentración de proteínas en tejido colectado a diferentes profundidades de la columna de agua, así como los cambios en la expresión de proteínas de la antena durante un periodo de aclimatación de tejido a baja luz. Se utilizaron 3 anticuerpos contra proteínas de las antenas periféricas de diatomeas y plantas superiores (antiLHCSR, anti-Fcp2 y anti-Fcp6) para evaluar los niveles de expresión de proteínas reconocidas por estos anticuerpos bajo diferentes condiciones de fotoaclimatación. Asimismo, se midió la capacidad de NPQ y la concentración de pigmentos en cada una de las aproximaciones anteriores. Se observó una mayor concentración de las proteínas detectadas por el anti-LHCSR y el antiFcp6 en tejido aclimatado a altas irradiancias (superficie) con respecto a tejido aclimatado a baja luz. Esta concentración se asoció a una alta capacidad de NPQ y una alta concentración del pigmento fotoprotector zeaxantina. Por otro lado, durante la aclimatación de tejido colectado en superficie y expuesto a baja luz, se observó una disminución en la expresión de las proteínas detectadas por los anticuerpos anti-LHCSR y anti-Fcp6 de aproximadamente 22 kDa, así como una reducción en la capacidad de NPQ asociada a una disminución en la actividad del ciclo de las xantofilas. No se detectaron cambios en la expresión de la proteína de 18 kDa detectada por el anti-Fcp2, lo que siguiere que este tipo de antenas no presentan una modulación con respecto a los cambios de luz. En este trabajo se propone que la proteína de la antena de un peso molecular de aproximadamente 22 kDa interviene en la inducción del NPQ en M. pyrifera. Probablemente el sitio de quenching está presente en esta proteína de acuerdo al modelo del control de este proceso propuesto para algas cafés. The thermal dissipation of excess energy represents an important photoprotective mechanism in plants and algae, providing resistance under stress conditions. The non photochemical quenching of chlorophyll a fluorescence of photosystem II (NPQ) is the proxy to measure the thermal dissipation. Three elements are essential to induce NPQ in plants: the thylakoid lumen acidification, the protonation of PsbS protein and the pigment interconversion of the carotenoids involved in the xanthophyll cycle. In the brown alga Macrocystis pyrifera the NPQ is strongly related to xanthophyll cycle pigment inteconversion, but it is not known which proteins are involved in the regulation of this process. Since no homologs of the PsbS gene of plants has been detected in brown algae, the protein(s) involved in the regulation of thermal dissipation in these algae must be different from those that regulate NPQ in plants. The goal of this study was to identify the proteins involved in NPQ development in M. pyrifera. Therefore, protein concentration was evaluated in tissue collected at different depths of the water column, as well as changes in the expression pattern of antenna proteins during acclimation to low light of blades collected at surface. Anti-LHCSR, anti-Fcp2 and anti-Fcp6, raised against peripheral antenna proteins of green algae and diatoms, were used to evaluate the expression levels of proteins recognized by these antibodies under different photoacclimation conditions. Also, we measure the NPQ capacity and pigment concentration in the previous approaches. The concentration of proteins of 22 kDa recognized by the anti-LHCSR and anti-Fcp6 was higher in high light acclimated tissue in contrast to low light acclimation. The high levels of these proteins were associated with a high NPQ capacity and a high concentration of the photoprotective pigment, zeaxanthin. Furthermore, a reduction in the expression of the proteins recognized by the antiLHCSR and anti-Fcp6 antibodies was detected during the low light acclimation of tissue previously acclimated to high light. In parallel, NPQ capacity and the xanthophyll cycle activity decreased during the acclimation period. We did not detected changes in expression of the 18 kDa protein recognized by the anti-Fcp2, suggesting that the concentration of this protein is not regulated with changes in the light intensity. We propose that a protein of about 22 kDa in size is involved in the NPQ induction of M. pyrifera. Probably the quenching sites are present in this protein, according to the regulatory model proposed to brown algae. | |
| CICESE | |
| 2014 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Castañeda Vega,A.C.2014.Identificación de proteínas involucradas en la fotoprotección del alga parda Macrocystis pyrifera.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.69 pp. | |
| PECES Y FAUNA SILVESTRE | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Ecología Marina |
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