Streszczenie pracy dyplomowej Badania nad rolą lipidów

Streszczenie pracy dyplomowej
Badania nad rolą lipidów prenylowych u roślin
Lipidy prenylowe to grupa związków szeroko rozpowszechniona w przyrodzie.
Cząsteczki lipidów prenylowych są zbudowane z pięciowęglowych reszt izoprenoidowych
(C5). W skład tej zróżnicowanej grupy wchodzą m.in. takie związki jak: sterole,
tokoferole, chlorofile, karotenoidy czy alkohole poliizoprenoidowe.
Alkohole poliizoprenoidowe są liniowymi polimerami złożonymi z kilku do ponad
100 reszt izoprenoidowych (merów) połączonych „głowa do ogona”. W zależności od
obecności wiązania podwójnego w OH- końcowej reszcie izoprenoidowej (reszcie α)
można alkohole poliizoprenoidowe podzielić na dwie grupy związków: poliprenole
i dolichole. W cząsteczkach dolicholi to wiązanie podwójne uległo uwodornieniu
w odróżnieniu od α -nienasyconych poliprenoli.
Cechą
charakterystyczną
alkoholi
poliizoprenoidowych
jest
występowanie
w komórkach w postaci „rodzin” tzn. mieszanin homologów. Uważa się, że skład rodziny
alkoholi
poliizoprenoidowych
u
roślin
(w
tkankach
fotosyntetycznych)
jest
charakterystyczny dla danej rośliny i może być uważany za marker chemotaksonomiczny.
Trzeba jednak pamiętać, że o różnicach w składzie poliizoprenoidów w zależności od
tkanki, w której występują.
Alkohole poliizoprenoidowe w komórkach są umiejscowione w strukturach
błonowych. Pełnią w komórkach wiele ważnych ról, formy ufosforylowane, występujące
w małych stężeniach, biorą między innymi udział w prenylacji białek oraz N- i Oglikozylacji. Rola form wolnych oraz zestryfikowanych kwasami karboksylowymi,
gromadzonych w komórkach w znaczących ilościach, jest jeszcze nie do końca jasna,
wiadomo jednak że mają one wpływ na płynność i stabilność błon komórkowych.
Stanowią także „tarczę” komórki przed reaktywnymi formami tlenu.
Wiadomo, że wszystkie organizmy akumulują alkohole poliizoprenoidowe w czasie
starzenia. Można by oczekiwać równoczesnych zmian poziomu ekspresji cisprenyltransferaz, enzymów odpowiedzialnych za syntezę alkoholi poliizoprenoidowych.
Mało jest doniesień literaturowych o zmianach zawartości poliizoprenoidów w tkankach
hodowanych in vitro.
Poliizoprenoidy są podatne na oksydację, co pozwala na łatwe uzyskanie
epoksydowanych pochodnych tych związków. Badania przeprowadzone na komórkach
zwierzęcych ujawniły, że pochodne te wpływają stymulująco na syntezę koenzymu Q,
a także hamują biosyntezę cholesterolu. Wpływ tej grupy związków na komórki roślinne
pozostaje nieznany.
Celem pracy było zbadanie wpływu czasu hodowli i epoksydu fitolu na zawartość
alkoholi poliizoprenoidowych w korzeniach Arabidopsis thaliana.
Wpływ czasu hodowli badano prowadząc hodowlę korzeni trwającą sześć tygodni. Po
każdym tygodniu hodowli pobierano próbki korzeni, z których ekstrahowano lipidy
i analizowano metodą HPLC/UV. Wyniki te skorelowano z badaniami poziomu ekspresji
cis-prenyltransferaz metodą półilościowego RT-PCR. Kontrolowano także poziom źródła
węgla (sacharozy) w pożywce metoda refraktometryczną.
Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że ilość alkoholi poliizoprenoidowych wzrasta
w czasie hodowli. Wyniki te sugerują, że wzmożona akumulacja poliizoprenoidów nie
musi być powiązana ze wzrastającym poziomem transkrypcji cis-prenylotransferaz.
Sacharoza była konsumowana przez korzenie, ale przez cały czas doświadczenia była
obecna w pożywce. Stwierdzono obecność dwóch rodzin alkoholi poliizoprenoidowych,
o dłuższych i krótszych cząsteczkach. Długość czasu hodowli wpływa na zmianę
dominującego homologu w rodzinie dłuższych homologów.
W celu zbadania wpływu epoksydu fitolu przeprowadzono syntezę tego związku
metodą reakcji z nadtlenokwasem i oczyszczono na kolumnie chromatograficznej.
Strukturę uzyskanego produktu potwierdzono metoda HPLC/ESI-MS. Korzenie hodowano
na
pożywce
zawierającej
różne
stężenia
epoksydu.
Z
uzyskanych
korzeni
wyekstrahowano lipidy prenylowe i zanalizowano metodą HPLC/UV.
Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że najkorzystniejszym
stężeniem wpływającym za zwiększenie zawartości alkoholi poliizoprenoidowych jest
stężenie 20μM, a negatywny wpływ ujawnia się przy stężeniu 200μM. Różnice w stężeniu
epoksydu fitolu w pożywce wpływają na długość dominującego homologu w rodzinie
dłuższych homologów.
Stwierdzono także, że obecność alkoholu etylowego w pożywce wpływa korzystnie na
zawartość alkoholi poliizoprenoidowych.
Wyniki te wskazują też, że korzenie włośnikowe Arabidopsis hodowane in vitro są
dobrym modelem do badań metabolizmu poliizoprenoidów.