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丙氨酸脱氢酶(PRODH)在拟南芥的过敏反应中的作用背景GydF4y2Ba

摘要GydF4y2Ba

背景GydF4y2Ba

脯氨酸(Pro)脱氢酶(ProDH)增强植物超敏反应(HR)的氧化爆发和细胞死亡,其机制尚未阐明。ProDH将Pro转换为∆GydF4y2Ba1GydF4y2Ba吡咯啉-5-羧酸盐(P5C),可以与P5C脱氢酶(P5CDH)一起用作产生Glu,或用P5C还原酶(P5Cr)加入再生Pro,从而刺激Pro / P5C循环。为了更好地了解HR在人力资源中PROSH的影响,我们将酶在其ROS和细胞死亡水平的防御反应的三个阶段进行了三个阶段。此外,我们测试了ProDH是否需要P5CDH来提高人力资源。GydF4y2Ba

结果GydF4y2Ba

控制和受感染的野生类型的叶子GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植物用于监测PRODH活动,GydF4y2Ba在活的有机体内GydF4y2BaPro分解代谢,氨基酸含量和基因表达。野生型植物在所有人力资源阶段激活PRODH。它们在最大的ROS累积期间没有消耗专业,并在所有条件下保持几乎基础的P5C水平。GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba突变体活化产品作为野生型植物。它们达到了最大的氧化爆发和细胞死亡水平,产生正常的HR病变,但显着的防御激活。GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

PROSH激活对人力资源有不同的影响。在氧化突发之前,它导致PRO消耗涉及P5CDH的作用。在氧化突发期间,PRODH在功能上向P5CDH耦合,并且显然与P5CR合作。没有P5CDH不会降低ROS,细胞死亡或病原体抗性,表明该酶在这些防御反应的增强中没有伴随产品。相比之下,GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba感染的植物显示罗斯爆发的增加和早期的人力资源死亡。反过来,我们的结果表明,ProDH可以通过参加Pro / P5C循环来维持人力资源,其对人力资源的行动必须在将来正式评估。GydF4y2Ba

背景GydF4y2Ba

脯氨酸(Pro)代谢对环境提示敏感,并经历了有助于胁迫耐受性的特殊改变。暴露于脱水的植物增加了Pro合成并减少了其分解代谢,积累了高水平的氨基酸。Pro增加对植物细胞具有有益的影响,并作为在应力释放时使用的能量储备。Pro代谢也可以影响细胞氧化还原稳态和动员营养素,这也有助于减轻压力(审查见1-3)。GydF4y2Ba

从鸟氨酸和谷氨酸(Glu)的植物合成课程,主要涉及胁迫条件下的第二个途径。该过程发生在胞质溶胶和塑体中,涉及δ的作用GydF4y2Ba1GydF4y2Ba吡咯-5-羧酸(P5C)合酶(P5CS)和P5C还原酶(P5CR) [GydF4y2Ba1GydF4y2Ba那GydF4y2Ba2GydF4y2Ba].分解代谢途径发生在线粒体,其中Pro用两种酶氧化成Glu。首先,Pro脱氢酶(PRODH)将Pro转化为P5C。然后,将P5C重化为谷氨酸半醛,其用作P5C脱氢酶(P5CDH)的基材,用于产生Glu [GydF4y2Ba1GydF4y2Ba那GydF4y2Ba2GydF4y2Ba].Pro氧化为Glu是一个很保守的过程,它是由酶介导的,在自然界中采用不同的组织。革兰氏阴性菌将ProDH和P5CDH活性结合成单一多肽,而真核生物和革兰氏阳性菌含有单功能酶[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba].GydF4y2Ba

PRODH催化氧化途径中的速率限制步骤,将两个电子从Pro转移到非共价结合的FAD辅因子,随后将这些电子递送至最终的受体[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba].人类产品早期被认为是P53调节的肿瘤抑制蛋白,其触发内在和外在的Apocatotic途径[GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba].细菌ProDHs已经通过晶体学研究在动力学和结构水平上得到了很好的表征[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba].与这些酶不同,植物ProDH主要是在基因表达水平上进行研究,目前功能和生化信息很少,也没有晶体结构[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba那GydF4y2Ba2GydF4y2Ba].该酶在内部线粒体膜处于维持氧化磷酸化和ATP生成的内部线粒体膜处[GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba]使用仍然应得的内源性的电子受体。GydF4y2Ba

一些研究描述了Pro代谢基因对病原体感染的敏感性。在亚麻,GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba被腐败的毒锈 - 真菌种族诱发,克服了主管防御障碍[GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba].在拟南芥中,GydF4y2BaP5CS2.GydF4y2Ba那GydF4y2BaP5CR.GydF4y2Ba和GydF4y2BaProDHGydF4y2Ba,但不GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba,由GydF4y2Ba两GydF4y2Bapv。GydF4y2Ba番茄GydF4y2Ba(GydF4y2Ba太平洋标准时间GydF4y2Ba)菌株引发效应器触发免疫(ETI)和过敏反应(HR)[GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba].在后一种条件下,水杨酸介质GydF4y2BaP5CS2.GydF4y2Ba在感染后期阶段的激活导致Pro增加[GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba].在GydF4y2Ba尼古利亚娜·宾夕法尼亚州GydF4y2Ba那GydF4y2Bap5cs2,p5cr,prodhGydF4y2Ba鸟氨酸δ-氨基转移酶(GydF4y2Ba燕麦GydF4y2Ba)基因GydF4y2Ba那GydF4y2Ba但不是GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba,被引起的GydF4y2BaP. inringae.GydF4y2Bapv。GydF4y2Ba番茄GydF4y2BaT1菌株引发HR样病变[GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba].有趣的是,GydF4y2BaProDHGydF4y2Ba和GydF4y2Ba燕麦GydF4y2Ba是由基于vigs的正向遗传筛选通过寻找调节非宿主抗性的基因选择的[GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba[从受感染组织的HR标志物的还原,推断出这些酶的参与GydF4y2BaprodGydF4y2Ba要么GydF4y2Ba燕麦GydF4y2Ba- 沉默的植物[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba].GydF4y2Ba

在动物,酵母和细菌中,PROSH活性与反应性氧物质(ROS)的增加有关,怀疑以产生细胞损伤[GydF4y2Ba11.GydF4y2Ba或保护功能[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba12.GydF4y2Ba]显然取决于ROS水平。凡毒品增强植物HR显影组织中的ROS和细胞死亡[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba]它通过ROS介导的抗氧化酶活化延伸寿命GydF4y2Ba秀丽隐杆线虫GydF4y2Ba[GydF4y2Ba12.GydF4y2Ba].目前尚不清楚PRODH如何调节ROS水平,并在这些条件下与其他亲代谢酶协调。其与P5CDH的关节作用通过将电子充电到ATP合成的METC中来提供能量,并产生通过α-酮戊酸盐进入三羧酸循环的Glu [GydF4y2Ba2GydF4y2Ba那GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba].PRODH也可以在没有P5CDH的情况下运行。这在酵母,植物和含有单官能酶的动物中是可行的。在这种情况下,不完全氧化可以导致P5C增加。几项研究表明,P5C积累可以产生有害,显然通过增强ROS水平[GydF4y2Ba13.GydF4y2Ba-GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba].有趣的是,发现拟南芥植物对外源p5c敏感,特别是在没有p5cdh的情况下,它产生的hr样病变[GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba].然而,P5C也被告知对这种植物无害[GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba]促进疑惑的毒性的程度和基础。最近,提出了该化合物作为线粒体呼吸抑制剂产生致致死的超氧化物阴离子水平[GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba].GydF4y2Ba

PRODH和P5CDH的功能解耦并不总是导致P5C增加[GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba].或者,P5CR可以通过PRODH产生的P5C进入再生PRO。此外,PRODH和P5CR的关节作用可以刺激PRO / P5C周期[GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba].作为这个周期的一部分,人类ProDH增加线粒体ROS并诱导细胞凋亡,这些作用被线粒体MnSOD的过度表达所消除[GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba17.GydF4y2Ba].目前,该循环的几个特征(中间体易位、mETC中电子的最终受体、线粒体ROS生成机制)在植物中尚不清楚。然而,这个回路似乎在拟南芥中起作用GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba突变体,和GydF4y2BaProDHGydF4y2Ba- [GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba),GydF4y2BaP5CS1.GydF4y2Ba- [GydF4y2Ba18.GydF4y2Ba]过度表达的植物。作为该循环的一部分,ProDH可能不仅促进线粒体ROS生成,还可以促进从细胞溶解液到线粒体产生额外的氧化还原变化的梭子[GydF4y2Ba2GydF4y2Ba那GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba19.GydF4y2Ba].最后,ProDh作为黄酮,最终可以将电子传递给O.GydF4y2Ba2GydF4y2Ba如针对单官能蛋白的观察到GydF4y2BaThermus热嗜热体GydF4y2Ba[GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba].GydF4y2Ba

如上所述,许多效果可以从HR中的PROSH激活导出。为了开始表征它们,我们在这里分析了三种不同的人力资源阶段的伴随产品的代谢背景。我们通过接种诱导人力资源GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba在氧化爆发前、期间和之后的拟南芥叶片和分离样品中检测Pro分解代谢、ProDH活性和氨基酸含量。这些研究是在野生型植物和GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba突变体,用于评估P5CDH如何影响人力资源中的PROSH动作。GydF4y2Ba

结果GydF4y2Ba

选择三个人力资源阶段进行评价PRODH动作GydF4y2Ba

我们评估了不同人力资源阶段的ProDH行动。特别是在细胞死亡前的最大ROS积累之前和期间,以及在HR晚期已经表现出细胞死亡。为了选择这些阶段,我们使用了减缓HR发展的条件,如中等剂量的细菌浸润(1-5 × 10GydF4y2Ba6.GydF4y2Bacfu / mlGydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba)变成短日生长植物的成叶。分别在接种病原菌或模拟液(MgCl)后4、6、8、10、12、24 h切除叶片GydF4y2Ba2GydF4y2Ba10 mM),并监测ROS和细胞死亡,如附加文件所述GydF4y2Ba1GydF4y2Baa .模拟接种在6hpi之前产生了短暂且轻微的ROS增加,在任何分析阶段都不影响细胞活力(未显示)。在6 hpi时,病原体处理开始增加ROS,在10 hpi时产生最大的ROS积累,并自24 hpi以来触发细胞死亡(附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba一种;数字GydF4y2Ba1GydF4y2Ba).基于这些反应,我们选择了6、10和24个hpi进行进一步研究,将这些阶段定义为HR I、II和III期。GydF4y2Ba

图1GydF4y2Ba
图1GydF4y2Ba

促代谢酶在HR的三个阶段触发GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba.GydF4y2Ba上图:如附加文件所示,选择具有不同ROS和细胞死亡水平的HR (I, II, III)的三个阶段GydF4y2Ba1GydF4y2BaA. C:未征收(对照)样本。中间:通过每种样品30μg蛋白质通过Western印迹量化PRODH和P5CH含量。底部:GydF4y2BaP5CS2.GydF4y2Ba通过半定量和定量RT-PCR分析基因表达(附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2BaB)使用附加文件中描述的引物和条件GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

HR发育组织中的促代谢酶GydF4y2Ba

来自未经处理的总蛋白质提取物GydF4y2Ba太平洋标准时间GydF4y2Ba-GydF4y2Baavrrpm1-GydF4y2Ba用抗PRODH进行蛋白质印迹测定分析处理的叶片[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba]抗P5CDH多克隆抗体(附加文件GydF4y2Ba2GydF4y2Ba).净PRODH增加在I阶段I,并保持直到III阶段(图GydF4y2Ba1GydF4y2Ba).与PRODH不同,P5CDH仅在人力资源期间显示略有增加。这些蛋白质水平与丰富的份额一致GydF4y2BaProDHGydF4y2Ba和GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba在相同条件下观察到的转录物(见下文)。自从GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba能够诱使GydF4y2BaP5CS2.GydF4y2Ba在高级人力资源阶段的基因表达(自24 HPI以来,漫长的生长植物;参考文献8),我们在样品中监测了其表达。如图所示GydF4y2Ba1GydF4y2Ba和额外的文件GydF4y2Ba1GydF4y2BaB、我们没有检测GydF4y2BaP5CS2.GydF4y2Ba转录本在HR早期积累(高达24 hpi,短日生长植株)。反过来,表达GydF4y2BaP5CR.GydF4y2Ba和GydF4y2BaPRODH2.GydF4y2Ba在人力资源组织中被发现增强(附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2BaC)如先前所报道的[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba].GydF4y2Ba

Pro Catabolism在体内GydF4y2Ba

我们研究了ProDH在ROS积累之前和期间如何影响Pro分解代谢。为了这个目的,我们用GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Pro,并监测其消耗量GydF4y2Ba在活的有机体内GydF4y2Ba.标记在所有C残基的Pro分子用于改善Pro衍生物的检测(图GydF4y2Ba2GydF4y2BaA).在HR的I期和II期切除的未感染(对照)和细菌感染的叶片,饲喂GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Pro(30分钟),转移到水中不同的时间周期(最多60分钟),并如图所示取样GydF4y2Ba2GydF4y2BaB.从这些样品中提取总氨基酸并通过TLC进行分析(图GydF4y2Ba2GydF4y2BaC)。消费GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba通过在这套样品中定量标记的氨基酸来评价水潜水期间的C-Pro(图GydF4y2Ba2GydF4y2Bad)。GydF4y2Ba

图2GydF4y2Ba
图2.GydF4y2Ba

体内GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Pro消耗在HR的阶段和II阶段。一种GydF4y2Ba: 这GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba在分析中使用的C-Pro分子在其转化后保留了所有标记的碳(*)GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-P5C,反之亦然。GydF4y2BaB.GydF4y2Ba:实验设计方案适用于评估GydF4y2Ba在活的有机体内GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Pro消费健康和GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba-Treated叶子(有关详细的方法)。GydF4y2BaCGydF4y2Ba:磷扫描的TLC板的扫描包括B.示出了来自三个独立生物实验的一个代表性板。*表示TLC板的起源。由茚三酮染色确定的Pro,P5C和Glu位置,右侧。GydF4y2BaD.GydF4y2Ba:致密度分析GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba使用imagej软件在TLC板中的C-Pro内容。数据是三个独立实验的±SD。GydF4y2Ba

健康组织几乎没有能力分解外源性Pro,因为它们保存了最初Pro的83%和77%GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Pro分别在水中孵育40和60 min后(图GydF4y2Ba2GydF4y2BaD).相比之下,HR期I的组织显示出熟练GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Pro的消耗,因为在40或60分钟的孵育下,它们分别保留了34%和26%的氨基酸(图GydF4y2Ba2GydF4y2BaD). Pro分解代谢的增加与ProDH的积累平行(图)GydF4y2Ba1GydF4y2Ba),提示可能是ProDH激活所致。在第一阶段,减少GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Pro未出现GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-P5C,GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-glu或其他衍生物。鉴于这些化合物的质量与其标记成正比,GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-P5C和GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Glu水平将大大低于那些GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Pro。因此,结果提示,在phase I, ProDH与P5CDH共同作用生成GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Glu代谢迅速。氨基酸的量化进一步支持了这种可能性(见下文)。GydF4y2Ba

令人惊讶的是,这是GydF4y2Ba在活的有机体内GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Pro的消耗量没有维持在HR阶段II(图)GydF4y2Ba2GydF4y2BaC)。在这个阶段,60分钟孵育后90%的氨基酸持续存在(图GydF4y2Ba2GydF4y2BaD). ProDH活性仍然增强(表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba),但对亲层面影响不大。因此,在Maximun氧化爆发P5CDH期间似乎伴随着PROPH,表明PRODH可以在这种情况下与P5CR作用。GydF4y2Ba

表1GydF4y2Ba体外GydF4y2Ba不同人力资源阶段的ProDh活动GydF4y2Ba

体外产品GydF4y2Ba

如果缺乏,我们测试了GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba第二阶段C-Pro的消耗是由于ProDH活性的降低。我们用GydF4y2Ba体外GydF4y2Ba防止促进ProDH与其他酶功能偶联的天然条件。为此,以前用于分析培养细胞提取物的分析方法[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba21.GydF4y2Ba]被用来评价光合组织样品。新系统包括两项修改。首先,通过监视确定ProDH活动GydF4y2Ba3.GydF4y2BaH-Pro消费而不是NADGydF4y2Ba+GydF4y2Ba减少。我们选择的Pro放射性标记分子作为底物,具有较高的比活度(附加文件GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba和方法)。其次,反应在中性代替碱性pH下进行,以避免反向p5cr活性[GydF4y2Ba22.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba23.GydF4y2Ba],保留ProDH活动[GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba].新的测定,保守使用L-噻唑烷-4-羧酸(T4C)作为竞争性产品抑制剂,并产生适于确定拟南芥叶提取物中的PRODH活性(表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

与预期一样,野生型植物在HR I期增加了ProDH活性(是基础条件的19倍;表格GydF4y2Ba1GydF4y2Ba).显然,在II期的酶活性的增强中保存,在III期略微增加。因此,结果表明了GydF4y2Ba在活的有机体内GydF4y2BaPRODH在所有三个小时阶段仍然活跃。GydF4y2Ba

氨基酸水平的变化GydF4y2Ba

为了进一步评价PRODH的P5CDH或P5CR的协调作用,我们量化了每个人力资源阶段的Pro及其衍生物的含量。这些化合物的水平的改变表明应激下的植物酶活性[GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba].我们包括在本研究中GydF4y2Ba答:芥GydF4y2BaT-DNA插入线Salk_021026以前描述为aGydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba敲除突变植物[GydF4y2Ba24.GydF4y2Ba].如预期的那样,这种植物既没有累计的p5cdh蛋白也不是GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba叶片或花组织的转录本(附加文件)GydF4y2Ba2GydF4y2Ba).有趣的是,这GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba受感染的组织保留了激活产品的能力,以响应GydF4y2Ba太平洋标准时间GydF4y2Ba-GydF4y2BaAVRRPM1.GydF4y2Ba与感染的野生型组织达到类似的活性水平(表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba).因此,该植物导致检测依赖于P5CDH的反应,而不是PRODH,活性。GydF4y2Ba

采用高效液相色谱法测定了野生型和野生型感染组织中19种氨基酸的含量GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植物。在基础条件下,两种植物的氨基酸水平相近(p < 0.05)GydF4y2BaT.GydF4y2Ba试验)除突变体中增加(64%;表GydF4y2Ba2GydF4y2Ba).细菌处理后,除Ser外,所有氨基酸在一个基因型中至少一个HR阶段的含量都发生了变化,与未感染情况相比差异显著(p < 0.05)GydF4y2BaT.GydF4y2Ba测试)(表GydF4y2Ba2GydF4y2Ba).其中大部分氨基酸(Arg, Tyr, Val, Phe, His, Ile, Lys, Leu, Gly, Asn, Thr, Ala)在两种植物中呈递增趋势,在突变体中普遍较低,提示P5CDH可能参与了这些氨基酸在感染野生型组织中的积累。基于GABA在HR II期的大幅增加,GABA被纳入该组,这在突变体中更为明显。与此相反,在两种植物中,Glu和Asp均因感染而降低。反过来,P5C、Pro和Gln在两种基因型中表现出不同的变化。GydF4y2Ba

表2GydF4y2Ba不同HR阶段的氨基酸含量GydF4y2Ba

为了更深入地分析Pro、P5C和Glu在HR I期和II期的行为,我们比较了它们在野生型和突变型植物中的变化(图)GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba).谷氨酸是植物氨基酸代谢的中心分子,有助于这些化合物的合成。它的α-氨基可以转移到草酸中形成Asp, Asn和天门冬氨酸家族氨基酸的前体[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba].因此,我们将Asn作为间接来源于Glu的末端氨基酸纳入分析。在第一阶段,野生型植物减少了Pro,增加了Asn,而不改变P5C或Glu(图)GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba).结果再次表明,ProDH和P5CDH在I期共同作用,产生Glu,从而促进Asn增加(附加文件GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba).与这种可能性一致的是,在第I阶段,Pro的消耗并不伴随着Glu的积累(图)GydF4y2Ba2GydF4y2Ba).而且,GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植物无法在这个阶段减少专业或增加ASN(图GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba).GydF4y2Ba

图3GydF4y2Ba
图3.GydF4y2Ba

野生型氨基酸含量的变化和GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植物。GydF4y2Ba基于表中显示的绝对值GydF4y2Ba2GydF4y2Ba,感染期(I期和II期)Pro、P5C、Glu或Asn含量与基础状态(对照)的比值进行log变换(base 10),比较野生型和对照组的应答GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植物。数据的统计分析见表中的图例GydF4y2Ba2GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

在II期,野生型组织的基础Pro含量恢复,Asn维持在与I期相似的水平,而基础P5C和Glu含量保持不变。与此同时,GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植物显示P5C和ASN的适度增加(图GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba;表格GydF4y2Ba2GydF4y2Ba).如我们以前的研究中所观察到的,阶段I和II表现出Pro Catabolism的差异(附加档案GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba),在野生型植物中观察到的野生型植物(在Pro消费和Asn的捕获增加,并且P5C的维持)与Pro / P5C循环的刺激一致。GydF4y2Ba

重要的是,野生型植物在最初的24 HPI期间没有累积P5CGydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba(数字GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba).如上所述,在此期间产生氧化爆发和细胞死亡(图GydF4y2Ba1GydF4y2Ba;附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba一种)。GydF4y2Ba

ProDH在p5cdh突变体中的作用GydF4y2Ba

我们想知道ProDH是否需要P5CDH来提高人力资源。要评估此问题,我们监控了HR功能GydF4y2BaPST-AVRRPM1-GydF4y2Ba已感染GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba树叶。这些组织缺乏P5CDH蛋白质和转录物,而是累积的PROPH转录物和蛋白质,为受感染的野生型组织(图GydF4y2Ba4.GydF4y2BaA、B)。如前所述GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植物也保留了激活ProDH的能力GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba(桌子GydF4y2Ba1GydF4y2Ba).因此,该突变体适合在P5CDH缺失的情况下检测ProDH在HR中的作用。与之前的研究一样,我们评估了ROS和细胞死亡作为HR标记,并将对无毒细菌的敏感性作为植物抗性的参数[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba].在突变体中ROS的增加更高(图)GydF4y2Ba4.GydF4y2BaC),在野生型植物之前触发细胞死亡(图GydF4y2Ba4.GydF4y2Bad)。除此之外GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植株在24 hpi时表现出更强的抗病能力(图GydF4y2Ba4.GydF4y2Bae)。然而,在后期的感染阶段不再观察到这些差异(图GydF4y2Ba4.GydF4y2BaD, E).因此,P5CDH的缺失影响了HR产生活性氧过早增加和细胞死亡的时间,而不是强度,并瞬时增强了病原菌的抗性。GydF4y2Ba

图4GydF4y2Ba
图4.GydF4y2Ba

人力资源特征在早期表现出来GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba突变体。GydF4y2Ba野生型(WT)的反应比较GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植物的感染GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba.ProDH和P5CDH转录本的丰度GydF4y2Ba(一种)GydF4y2Ba和蛋白质GydF4y2Ba(b)GydF4y2Ba就像图GydF4y2Ba1GydF4y2Ba.GydF4y2BaCGydF4y2Ba:通过H分析ROS水平GydF4y2Ba2GydF4y2BaDCF-DA染色。GydF4y2BaD.GydF4y2Ba:核从非存活细胞用SYTOX Green染料检测。在GydF4y2BaCGydF4y2Ba和GydF4y2BaD.GydF4y2Ba用imagej软件(底部)量化探针荧光。值代表样品的平均值(3个感染实验,每个基因型3种植植物;每种基因型32个图像GydF4y2BaCGydF4y2Ba;18 in.GydF4y2BaD.GydF4y2Ba).GydF4y2BaE.GydF4y2Ba:GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba内容GydF4y2Ba在Planta.GydF4y2Ba在接种后的指示时间。数据表示3个实验的一个代表的装置±SD。控制:未征收的样本;I,II,III:对应于HR的I,II,III的相位对应的样品。条=400μm。*:来自野生型和突变植物的样品之间的显着差异(P <0.05GydF4y2BaT.GydF4y2Ba测试)。GydF4y2Ba

讨论GydF4y2Ba

HR中的PRODH激活GydF4y2Ba

我们使用了一个GydF4y2Ba体外GydF4y2Ba测定拟南芥叶片组织中ProDH的活性。检测亲依赖性NAD的方法GydF4y2Ba+GydF4y2Ba用分光光度法还原对这一目的没有用处,因为来自光合组织的色素干扰了NADH的检测[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba].我们通过以下方法克服了这个限制GydF4y2Ba3.GydF4y2BaH-Pro消费而不是NADGydF4y2Ba+GydF4y2Ba减少。在基础条件下,野生型植物消耗了13.4康GydF4y2Ba3.GydF4y2BaH-Pro敏GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba毫克的蛋白质GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba,相当于33纳摩尔GydF4y2Ba3.GydF4y2BaH-Pro敏GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba毫克的蛋白质GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba.该值与报道的肝脏线粒体提取物酶(4.3 nmol min)的值一致GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba毫克的蛋白质GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba), 在哪里GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba以C-5上标记的H-Pro为底物,转移GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba监测h到水[GydF4y2Ba26.GydF4y2Ba].在感染的叶片中检测到的proDH活性增加(基础水平超过19-26次;表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)远远超过在同一病原体刺激的培养细胞提取物中观察到的水平(在基础水平上增加30%;这种差异可能是由于叶片组织对病原体的更强的响应性,以及测定方法的改进。GydF4y2Ba

强烈持续的proDh激活(表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)与瞬态Pro减小同时存在(图GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba),表明较大的酶容量对Pro水平没有实质性影响。有趣的是,这些组织诱导了ProDH,而之前的Pro没有增加。也观察到类似的现象GydF4y2Bap5cs1GydF4y2Ba即使具有低亲级别,植物也保留了激活的能力GydF4y2BaProDHGydF4y2Ba压力释放后[GydF4y2Ba27.GydF4y2Ba].而且,在寒冷的适应下,GydF4y2BaProDHGydF4y2Ba归纳伴随着Pro增加[GydF4y2Ba28.GydF4y2Ba].我们研究的一个有趣的观察是在没有P5CDH的情况下维持ProDH激活(表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba),已经注意到了GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba从干旱胁迫中恢复的植物[GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba].因此,在应力释放之后发生的PRODH激活并不总是伴随P5CDH,并且可能对Pro内容产生微小影响。GydF4y2Ba

虽然GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba诱发GydF4y2BaProDHGydF4y2Ba和GydF4y2BaP5CS2.GydF4y2BaHR的高级阶段的基因(≥24HPI,在长日条件下种植的植物;参考8),它只被激活GydF4y2BaProDHGydF4y2Ba在HR早期(6、10、24 hpi),植株生长在短日照条件下;数字GydF4y2Ba1GydF4y2Ba).因此,与再水解相比,HR病症在亲合成之前刺激Pro分解代谢。ProTh如何仍然活跃GydF4y2Ba德诺维GydF4y2Ba在这些情况下的亲合成是未知的。从健康组织转运Pro [GydF4y2Ba29.GydF4y2Ba],刺激Pro / P5C周期[GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba18.GydF4y2Ba,或者两种反应都可以在那里发生。基底Pro的恢复(图GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba) 没有GydF4y2BaP5CS.GydF4y2Ba感应(图GydF4y2Ba1GydF4y2Ba;附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Bab)在野生型植物中观察到的II期观察到与第一种可能性一致。如下所述,若干额外的结果支持后者。GydF4y2Ba

HR病变中的P5C水平GydF4y2Ba

PRODH和P5CDH的功能解耦可能为植物产生毒性效应的P5C积累[GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba].在酵母中,P5C对200至300μM的结果增加对应激细胞的结果[GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba].我们之前的发现是GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba活性GydF4y2BaProDHGydF4y2Ba但不是GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba,建议P5C可以积累和信号HR细胞死亡[GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba].在先前的研究中,我们没有检测到野生型组织中的分光光度法的P5C增加,发育HR [GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba].在目前的工作中,我们使用HPLC毫不含蓄地确定人力资源中的P5C内容。另外,我们分析了GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba由于PRODH激活,易患P5C的感染组织。我们在人力资源II中检测到P5C的瞬态增加GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植物(58%超过基水平;表格GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)并联细胞死亡启动(图GydF4y2Ba4.GydF4y2Bad)。P5C如何促成人力资源手机死亡GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植物是未知的。然而,很明显,在野生型植物HR损伤中,P5C并不表示ROS的产生或细胞死亡启动,因为它的水平在应答的所有阶段几乎保持不变(见表)GydF4y2Ba2GydF4y2Ba).GydF4y2Ba

HR I期和II期的前分解代谢GydF4y2Ba

体外GydF4y2Ba测定证明了所有人力资源阶段的类似产品激活(表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba).有区别,GydF4y2Ba在活的有机体内GydF4y2Ba研究和氨基酸定量,在I和II阶段表明Pro Catabolism的变化。在I阶段,Pro消费(数字GydF4y2Ba2GydF4y2Ba和GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)伴随着终端Glu-erivative Asn的增加(图GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba),提示基础Pro转化为Glu。在II期,Pro不再继续下降,Asn不再进一步增加(表2)GydF4y2Ba2GydF4y2Ba;图GydF4y2Ba2GydF4y2Ba和GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba).II期Pro分解代谢的改变可能有不同的原因。GydF4y2Ba

一种可能是酶和底物的分配不同。然而,这是不可能的,因为迄今为止还没有线粒体Pro耗尽的报道[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba那GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba].或者,植物或细菌衍生的化合物可以在II期抑制ProDH。然而,尚未报告这种产品的存在。P5C最终可能导致产品抑制,在野生型植物中的这种情况下没有增加(图GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba).此外,由于ProDH保留了其催化能力GydF4y2Ba体外GydF4y2Ba直到III阶段(表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)可以丢弃不可逆的酶抑制。另一种可能性是PRODH用P5CR回收PRO和P5C作用。最近的研究提出了Pro / P5C循环在暴露于非生物胁迫的拟南芥组织中操作,并且可能有助于外源性亲毒性[GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba17.GydF4y2Ba].建议在HR II阶段刺激此周期的结果如下:GydF4y2Ba一世GydF4y2Ba)ProDh激活的共存(表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba),以及未修改的Pro和P5C级别(图GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba);GydF4y2BaIIGydF4y2Ba)缺乏GydF4y2BaP5CS.GydF4y2Ba在GydF4y2BaProDHGydF4y2Ba激活(图GydF4y2Ba1GydF4y2Ba,附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Bab);GydF4y2Ba3GydF4y2Ba)活性氧的过早积累GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba感染的组织能够诱导proSh(图GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba;表格GydF4y2Ba1GydF4y2Ba).而且,联合激活GydF4y2BaProDHGydF4y2Ba和GydF4y2BaP5CR.GydF4y2Ba这里观察到的基因(图GydF4y2Ba1GydF4y2Ba;附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Bac)与先前的结果一致[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba也支持这种可能性。因此,虽然Pro/P5C周期需要在植物中得到正式证实,但目前关于Pro代谢的知识[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba-GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba18.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba19.GydF4y2Ba我们的结果与HR中这个循环的刺激一致。GydF4y2Ba

人力资源第二阶段的ProDH行动GydF4y2Ba

在转基因拟南芥植株中,ProDH的表达减少但不消除,可减弱氧化爆发、细胞超敏死亡和抗氧化能力GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba].相比之下,nullGydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba突变体没有减少这些反应(图GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba).这表明PRODH不需要P5CDH能够提高那些HR功能。一致地,PRODH有最大累积ROS(第二阶段的时间上临消耗没有影响;图GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba).此外,P5CDH甚至可以阻止或降低ProDH产生ROS和相关防御的能力。从这个意义上说,被感染了GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba植物过早地刺激了ROS爆裂和细胞死亡(图GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba).此外,感应GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba在患病中观察,但不抗性,亚麻形式[GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba也没有在拟南芥或GydF4y2BaN. Benthamiana.GydF4y2Ba植物触发ETI或HR非宿主阻力[GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba-GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba].奇怪的是,拟南芥的耐盐性并不需要P5CDH [GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba,表明该酶在这种条件下不会伴随ProDH。GydF4y2Ba

Pro / P5C循环中PRODH的参与可能对HR具有若干含义。循环梭将功率降低到线粒体中,用METC活性偶联细胞溶质NADPH氧化。在过量的电子下,它可能有增强线粒体ROS积累,如在表达的人体细胞中发生的[GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba].循环也可能改变细胞溶质NADPH / NADPGydF4y2Ba+GydF4y2Ba比率并因此影响其他氧化还原缓冲液,例如谷胱甘肽和抗坏血酸,与生物防御密切相关[GydF4y2Ba31.GydF4y2Ba-GydF4y2Ba35.GydF4y2Ba].实际上,具有血浆膜NADPH氧化酶的胞质氧化还原改变,氧化酶定义病原体抗性的输出[GydF4y2Ba36.GydF4y2Ba].因此,作为PRO / P5C循环的一部分,PRODH可以通过供应能量或改变线粒体或细胞源氧化还原性稳态来增强植物免疫。GydF4y2Ba

其他氨基酸的新陈代谢的变化也可能影响人力资源发展GydF4y2Ba

一些研究评估了被毒力感染的拟南芥叶片组织中发生的氨基酸变化GydF4y2Ba太平洋标准时间GydF4y2Ba,毒性GydF4y2Ba两GydF4y2BaPV.GydF4y2BamaculicolaGydF4y2BaES4326 (GydF4y2BaPsmGydF4y2Ba)及其他病原体[GydF4y2Ba37.GydF4y2Ba-GydF4y2Ba40GydF4y2Ba]但是他们都没有描述的效果GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba在目前的工作中报道。GydF4y2Ba

降低Glu,Gly,Thr,Arg,Val,Ile,Lys,Leu和Phe,他和Gaba(表GydF4y2Ba2GydF4y2Ba),被毒性触发GydF4y2Ba太平洋标准时间GydF4y2BaDC3000, ttss缺陷菌株GydF4y2Ba太平洋标准时间GydF4y2BaDC3000 HRPA [GydF4y2Ba39.GydF4y2Ba], 和GydF4y2Ba太平洋标准时间GydF4y2Ba-GydF4y2BaAVRRPM1.GydF4y2Ba(桌子GydF4y2Ba2GydF4y2Ba).除了影响Glu,Thr和Arg的类似的变化,诱导GydF4y2BaPsmGydF4y2Ba[GydF4y2Ba40GydF4y2Ba],建议他们与植物基础防御联系。相比之下,Tyr积累受到刺激GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba(桌子GydF4y2Ba2GydF4y2Ba),GydF4y2Ba太平洋标准时间GydF4y2BaDC3000 [GydF4y2Ba39.GydF4y2Ba],GydF4y2BaPsmGydF4y2Ba[GydF4y2Ba40GydF4y2Ba]但不是由GydF4y2Ba太平洋标准时间GydF4y2BaDC3000 HRPA [GydF4y2Ba39.GydF4y2Ba,可能与外星人有关。这里描述了Lys和Asp的变化(表GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)类似于伴随哌酸的积累的那些GydF4y2BaPsmGydF4y2Ba- 染组织[GydF4y2Ba40GydF4y2Ba].该Lys衍生物作为系统获得性抗性、基础抗性和抗性的诱导剂GydF4y2BaPSM-AVRRPM1.GydF4y2Ba.有趣的是,影响Pro,Lys,ASP和苯乙酸代谢的途径与植物免疫和哌啶醇(HOMOPROLINE)和PRO的调节有关,并提出涉及类似的生物合成途径[GydF4y2Ba41.GydF4y2Ba].GydF4y2Ba

最臭名昭著的变化之一涉及GABA。这种Glu衍生物,如Pro,是一种兼容的渗透剂,在不同的胁迫条件下积累,包括微生物感染[GydF4y2Ba42.GydF4y2Ba].GABA是病原菌氮和C的来源,也是植物抗氧化酶的诱导剂[GydF4y2Ba39.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba43.GydF4y2Ba].相反,GABA衍生物琥珀醛和γ-羟基丁酸的积累与ROS增加有关[GydF4y2Ba44.GydF4y2Ba].在拟南芥的相互作用中GydF4y2Ba太平洋标准时间GydF4y2BaDC3000,GABA抑制病原体作用的表达弱化病原体毒力[GydF4y2Ba39.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba43.GydF4y2Ba].为了应对GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba,强大而瞬态的GABA增加并联氧化突发(II期)。这种增加更加明显GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba突变体(表GydF4y2Ba2GydF4y2Ba在这种植物中,GABA可能有助于对抗细菌,但对抗氧化反应的作用很小或没有作用,因为这种植物减少了病原体的繁殖,表现出增强的ROS(图)GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba).有趣的是,在感染中GydF4y2Ba根癌土壤杆菌GydF4y2Ba,Pro拮抗GABA介导对批量传感和病原体毒力的影响[GydF4y2Ba45.GydF4y2Ba],而他们对其他植物病原体相互作用的协调效果仍有待研究。GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

这是描述从生成HR的植物组织中衍生自产品中的效果的第一研究。我们举报在拟南芥叶中的人力资源进展期间仍然活化GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba,在ROS爆发前后产生不同的Pro代谢变化。在第一种情况下,ProDH通过P5CDH(附加文件GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba).在最大ROS累积期间,PRODH对Pro,P5C,Glu或ASN级别具有轻微影响,表明其功能不耦为P5CDH。有趣的是,这GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2BaNULL突变体保留了HR中激活PROSH的能力,提供合适的模型,用于研究植物中PRODH和P5CDH的功能性解耦。发现P5CDH可分配用于生成人力资源和氧化突发,但是正常的防御激活时间。此外,至少在野生型植物中,P5C累积不参与人力资源细胞死亡信号传导。因此,基于目前关于植物Pro代谢酶的知识,我们的结果表明,PRESH在人力资源中的主要作用可以源于其P5CR的关节作用。GydF4y2Ba

方法GydF4y2Ba

植物生长和细菌治疗GydF4y2Ba

拟南芥蒂利亚纳GydF4y2BaL. Heynh生态型Col-0植物在22°C的10小时光/ 14小时黑暗时期的土壤中生长,并在6周龄6周使用。这GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba突变线Salk_021026从ABLC获得。KM抗性的分离分析显示了单个T-DNA插入,​​其通过PCR使用信号T-DNA Express Iscool(Salk Institute Genomic分析实验室)推荐引物通过PCR验证P5CDH基因座的位置。GydF4y2BaP. inringae.GydF4y2Bapv。GydF4y2Ba番茄GydF4y2BaDC3000.GydF4y2BaAVRRPM1.GydF4y2Ba(GydF4y2BaPST-AVRRPM1.GydF4y2Ba)生长并接种在膨胀的叶片上,以激活HR(1-5×10GydF4y2Ba6.GydF4y2BaCFU / ml)或细菌生长分析(5×10GydF4y2Ba5.GydF4y2Bacfu/mL),如既往报道[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba].GydF4y2Ba

基因表达GydF4y2Ba

提取RNA,并在半定量[使用GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba]或量化[GydF4y2Ba46.GydF4y2Ba引物和条件的RT-PCR已在以前的工作和附加文件中描述GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

蛋白质量化GydF4y2Ba

制备了针对合成的23氨基酸n端肽FATVDAEELSGAHPAEVQSFVQG (Sigma Co)的P5CDH兔多克隆抗体。二抗采用山羊抗兔IgG IRDye 800CW (LI-COR Bioscience)。采用奥德赛红外成像系统(LI-COR Biosciences)在800通道上对膜进行二抗扫描。监测RuBisCo大亚基(通道700)的检测以控制负载。ProDH抗体的产生和蛋白质的提取在其他地方有描述[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba].GydF4y2Ba

氨基酸量化GydF4y2Ba

在80℃下用80%V / V乙醇提取60分钟后,将上清液蒸发至干燥并重新悬浮在MILIQ水中。氨基酸与荧光试剂6-氨基喹啉-N-hidroxisuccinimidilcarbamato(ACQ;在IPK,Gatersleben,Germany)上,在反相HPLC(2795 Alliance,Waters GmbH,Germany)上运行,并如前所述分析[GydF4y2Ba47.GydF4y2Ba].GydF4y2Ba

14.GydF4y2BaC喂养实验GydF4y2Ba

未感染和GydF4y2BaPST-AVRRPM1-GydF4y2Ba将感染的叶子孵育在含有1 NCI的40μl水中GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC-Pro (L -GydF4y2Ba14.GydF4y2BaC(U)脯氨酸266 MCI / mmol;#nec258e,perkin Elmer)在22°C下30分钟,然后在不同的时间段(0,20,40,60分钟)上洗涤并转移到水中,然后在薄纸上干燥,称重,在液体中冷冻GydF4y2Ba2GydF4y2Ba.根据Boggess和Col萃取氨基酸:氯仿:氯仿:水(12:5:3V / v)。[GydF4y2Ba48.GydF4y2Ba].提取液干燥后用50 μL的水重悬。以60 (Merck, Germany)硅胶,80% v/v乙醇为流动相,薄层色谱法分离Aliquots (5 μL)样品。这些条件允许分离Pro、P5C和Glu。晒干后在磷酸化成像仪(Fujifilm fl3000, Amersham Biosciences)上进行分析。未标记的Pro、Glu (SIGMA)和P5C(由JM Phang博士提供;以美国马里兰州弗雷德里克国家癌症研究所(National Cancer Institute, Frederick, Maryland, USA)为标准。茚三酮染色(GydF4y2Ba49.GydF4y2Ba]用于控制同等的装载。GydF4y2Ba

酶促测定GydF4y2Ba

叶片在液氮下冷冻粉碎,用提取缓冲液(100 μl/ 50 mg组织;50 mM Tris-HCl pH = 7.4, 7 mM MgClGydF4y2Ba2GydF4y2Ba,600 mm KCl,3mM EDTA,1mM DTT,1mM PMSF,5%[W / V] PVP),然后以13000离心 GGydF4y2Ba4°C保存10分钟。上清液用于测定蛋白质含量(Bradford assay), ProDH (EC 1.5.99.8)活性使用Kant和col所描述的方法的改进版本进行测定[GydF4y2Ba21.GydF4y2Ba].简而言之,将10-100μl蛋白质提取物在100μl反应混合物中孵育含有50mM Tris-HCl pH = 7.4,1mm NAD的反应混合物中GydF4y2Ba+GydF4y2Ba, 25mm Pro, 1 nCiGydF4y2Ba3.GydF4y2BaH-Pro [L - (2, 3, 4, 5 -GydF4y2Ba3.GydF4y2Bah)脯氨酸94.4 ci / mmol;#Net483V,Perkin Elmer;附加文件GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba]在25℃下最多120分钟。在平行的中,用ProDH竞争性抑制剂L-噻唑烷-4-羧酸(T4C; 1 mm)处理每个样品的等分试样[GydF4y2Ba50GydF4y2Ba].加入1卷甲醇:氯仿:水混合物(12:5:3)终止反应,蒸发后,样品经薄层色谱分析如上所述。乐队对应GydF4y2Ba3.GydF4y2BaH-Pro被刮下并与闪烁鸡尾酒(Optiphasehighsafe 3; Perkin Elmer)混合,以定量闪烁计数器中的放射性(1214 Rackbeta,LKB Wallac,Pharmacia,Turku,Finland)。GydF4y2Ba

作者的信息GydF4y2Ba

MIM和YSR是CONICET的成员。MEA是CONICET的高级职业调查员。GydF4y2Ba

缩写GydF4y2Ba

P5C:GydF4y2Ba

δ.GydF4y2Ba1GydF4y2Bapyrroline-5-carboxylateGydF4y2Ba

P5CS:GydF4y2Ba

δ.GydF4y2Ba1GydF4y2Bapyrroline-5-carboxylate合酶GydF4y2Ba

p5cr:GydF4y2Ba

δ.GydF4y2Ba1GydF4y2Bapyrroline-5-carboxylate还原酶GydF4y2Ba

H2 DCF-DA:GydF4y2Ba

dichlorodihydrofluorescein-diacetateGydF4y2Ba

eti:GydF4y2Ba

效应引起的免疫力GydF4y2Ba

glu:GydF4y2Ba

谷氨酸GydF4y2Ba

现病史:GydF4y2Ba

小时post-inoculationGydF4y2Ba

人力资源:GydF4y2Ba

过敏的反应GydF4y2Ba

METC:GydF4y2Ba

线粒体电子链GydF4y2Ba

燕麦:GydF4y2Ba

鸟氨酸δ-氨基转移酶GydF4y2Ba

正方观点:GydF4y2Ba

脯氨酸GydF4y2Ba

PRODH:GydF4y2Ba

脯氨酸脱氢酶GydF4y2Ba

PST-AVRRPM1:GydF4y2Ba

两GydF4y2Bapv。GydF4y2Ba番茄AvrRpm1GydF4y2Ba

ROS:GydF4y2Ba

反应性氧气GydF4y2Ba

T4C:GydF4y2Ba

L-噻唑烷-4-羧酸。GydF4y2Ba

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下载参考GydF4y2Ba

致谢GydF4y2Ba

我们感谢JM Phang博士(国家癌症研究所,弗雷德里克,马里兰州,美国)为我们提供P5C。这项工作得到了Agencia Nacional DePromociónCientíficaYTecnológica(Pict 2008-1542; Pict 2012-2117)和SecretaríaDeCienciaYTecnologí-Universidad NacionaldeCórdoba到Mea and Ministio de Ciencia Tecnolya eInvenciónPuctureIvíAgrentina(Mincyt)教育和德国研究部(BMBF)的联邦授予AL0810以MEA和M-RH。GydF4y2Ba

作者信息GydF4y2Ba

隶属关系GydF4y2Ba

作者GydF4y2Ba

通讯作者GydF4y2Ba

对应于GydF4y2BaMaríaelena alvarez.GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

附加信息GydF4y2Ba

利益争夺GydF4y2Ba

两位作者宣称他们没有相互竞争的利益。GydF4y2Ba

作者的贡献GydF4y2Ba

MIM,YSR和NMC分析了基因表达,蛋白质和氨基酸含量,PRODH活性,ROS和细胞死亡水平和病原体增殖。MEA和M-RH设计并监督了这项研究。所有作者讨论了结果,准备并批准了稿件的最终版本。GydF4y2Ba

电子辅料GydF4y2Ba

选择三相的HR,以研究亲代谢基因。GydF4y2Ba

附加文件1:GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba:通过Sytox Green确定的Hr阶段I,II和III的细胞死亡(顶部)和ROS(底部)水平[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba]和二氨基苯并染色[GydF4y2Ba46.GydF4y2Ba], 分别。GydF4y2BaB.GydF4y2Ba:GydF4y2BaP5CS2.GydF4y2BaQRT-PCR根据Fabro等人分析的表达。[GydF4y2Ba46.GydF4y2Ba].获得施加ΔΔCT方法的值。条形为三个重复的平均值±SD。GydF4y2BaCGydF4y2Ba:GydF4y2BaP5CR.GydF4y2Ba和GydF4y2BaPRODH2.GydF4y2BasqRT-PCR分析表达。B和C中使用的引物和条件在附加文件中描述GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba.GydF4y2BaUBQ5GydF4y2Ba用作内部控制。(TIFF 210 KB)GydF4y2Ba

抗p5cdh抗体的验证。GydF4y2Ba

附加文件2:使用多克隆兔抗P5CDH抗体对蛋白质印迹测定来分析来自野生型(WT)的花或叶片的总蛋白质提取物或GydF4y2BaP5CDH.GydF4y2Ba突变植物。在10%SDS-PAGE凝胶上加载样品,并用抗P5CDH(1/300)和二次山羊抗兔(1/20000)抗体分析。用奥德赛红外成像系统(Li-Cor Biosciences)扫描膜,用于检测二抗(绿色)和Rubisco(红色)。两个通道的合并显示在底部。LSR:Rubisco的大亚基。(TIFF 402 KB)GydF4y2Ba

放射性标记GydF4y2Ba

附加文件3:GydF4y2Ba3.GydF4y2BaH-Pro分子用作底物,用于定量PRODH活性GydF4y2Ba在体外,GydF4y2Ba以及转变为P5C的过程。GydF4y2Ba(TIFF 58 KB)GydF4y2Ba

12870_2013_1453_moesm4_esm.tiff.GydF4y2Ba

附加文件4:Prodh在HR阶段I和II阶段的推定行动。本研究结果表明,PRODH在整个人力资源中的两种不同的代谢语境起作用。在氧化应激(I相)之前,酶可能与P5CDH产生完全氧化一起的作用。这些酶可以以某种方式在氧化应激(II期)的阶段地区,其中PRODH仍然活跃但不贡献Pro消耗或P5C积累。P5CR的转录激活表明PROD和P5CR在该第二相位的偶联,随后对PRO / P5C循环的刺激。(TIFF 3 MB)GydF4y2Ba

sqRT-PCR实验的引物和条件。GydF4y2Ba

附加文件5:#每对引物使用的熔化温度。*对于每对引物,使用以下条件从线性放大范围选择最佳循环数:1μgrNA,500μg随机六甲烷引物,200u m-mlv逆转录酶,用于cDNA合成;1μLcDNA,10μm引物,PCR的25μL最终体积。这GydF4y2BaGapc.GydF4y2Ba基因,对GydF4y2Ba太平洋标准时间GydF4y2Ba治疗(拟南芥EFP浏览器)被用作内部控制。(DocX 14 KB)GydF4y2Ba

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Monteoliva,M.I.,Rizzi,Y.S.,Cecchini,N.M.GydF4y2Ba等等。GydF4y2Ba脯氨酸脱氢酶(Proline Dehydrogenase, ProDH)在拟南芥超敏反应中的作用背景。GydF4y2BaBMC植物BIOL.GydF4y2Ba14,GydF4y2Ba21(2014)。https://doi.org/10.1186/1471-2229-14-21GydF4y2Ba

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关键词GydF4y2Ba

  • 脯氨酸代谢GydF4y2Ba
  • 脯氨酸脱氢酶和氧化酶GydF4y2Ba
  • P5CGydF4y2Ba
  • 压力应答GydF4y2Ba
  • 拟南芥GydF4y2Ba
  • 两GydF4y2Ba
  • 过敏的反应GydF4y2Ba
  • 细胞死亡GydF4y2Ba
  • 反应性氧气(ROS)GydF4y2Ba