Vliv nedostatku a nadbytku iontů mědi na řasu Ostreococcus tauri

Abstract

Copper is an essential element for many organisms. Copper ions play an important role in respiration, iron ion transport and cell development. The mechanism of uptake and utilization of copper ions is best described in Saccharomyces cerevisiae. This is a very demanding process, consisting of many regulators that maintain the concentration of copper ions below the toxic level. The toxicity of these ions is manifested by the formation of reactive oxygen species by reaction similar to the Fenton reaction. Algae, being photosynthetic organisms that contain both plastids and mitochondria, are a good model for studying the uptake and utilization of copper ions. As algae model organism has been chosen Ostreococcus tauri, which is the smallest living eukaryote. In this work, we are looking at the question of how cells of O. tauri deal with the deficiency and toxicity of copper ions. An immunochemical analysis revealed that there was no change in the expression of the enzyme cytochrome c oxidase, which is part of the respiratory chain and contains CuA domain that binds atoms of copper. Spectrophotometric assay showed that the lack of copper ions does not affect the formation of photosynthetic pigments, chlorophyll a and b. Proteomic analysis revealed proteins whose expression was affected by the toxicity of...

Měď je esenciálním prvkem pro řadu organismů. Ionty mědi mají důležitou roliv respiraci, při transportu iontů železa a ve vývoji buněk. Mechanizmus příjmu a utilizace iontů mědi je nejlépe popsán u Saccharomyces cerevisiae. Jedná se o velmi náročný proces složený z mnoha regulátorů, které udržují koncentraci iontů mědi pod toxickou hladinou. Toxicita těchto iontů se projevuje tvorbou reaktivních forem kyslíku reakcí, která je podobná Fentonově reakci. Řasy jako fotosyntetické organismy, které obsahují jak plastidy, tak mitochondrie, jsou dobrým modelem pro studování příjmu a utilizace iontů mědi. Jako modelový organismus byl z řas vybrán Ostreococcus tauri, který je nejmenším volně žijícím eukaryotním organismem. V této práci je řešena otázka jaký vliv má nedostatek a toxicita iontů mědi na buňky O. tauri. Imunochemickou analýzou bylo zjištěno, že nedochází ke změně v expresi enzymu cytochrom c oxidasy, která je součástí dýchacího řetězce a obsahuje měď vázající CuA centrum. Spektrofotometrickým stanovením bylo zjištěno, že nedostatek iontů mědi nemá vliv na tvorbu fotosyntetických pigmentů, chlorofylu a a b. Proteomickou analýzou byly zjištěny proteiny, kterých exprese byla ovlivněna toxicitou iontů mědi. Vliv toxické koncentrace iontů mědi na poškození proteinů oxidativním stresem a příjem iontů...