Raziskave

Receptorji za toksine rastlinskih patogenov

Šifra:

J1-7515

Obdobje:

01. januar 2016 - 31. december 2018

Obseg:

0,10 FTE

Vodja:

Stanislav Gobec

Veda:

1.05 Naravoslovje/Biokemija in molekularna biologija

Opis:

Izgube pri pridelavi poljščin zaradi rastlinskih bolezni znašajo v svetovnem merilu v povprečju 20 % in tako močno zmanjšujejo proizvodnjo, kakovost in varnost hrane. Glavne krivce lahko, poleg virusov, najdemo med glivami, bakterijami in oomicetami. Praksa zaščite pridelka se postopoma preusmerja k zmanjšanju števila aktivnih sestavin v pesticidih in na tiste pesticide, ki so bolj selektivni in manj toksični. Glavna tema tega projekta so proteini iz družine NLP (ang. Nep1-like proteins), ki so pogosti v taksonomsko nepovezanih mikroorganizmih, kot so glive, bakterije in oomicete. Ti mikroorganizmi so zelo razširjeni in lahko okužijo celo paleto različnih pridelkov, kot so krompir, paradižnik, soja in tobak ter povzročajo ogromno gospodarsko škodo po vsem svetu. Kljub svoji raznoliki filogenetski razporeditvi je proteinom NLP skupna visoka stopnja podobnosti zaporedij, ki je značilna le za mikroorganizme in so zaradi tega odlična tarča protimikrobnih učinkovin. Projekt upošteva, da proteini NLP delujejo kot citolitični toksini, ki povzročijo puščanje plazemske membrane, kar deluje citotoksično. Na podlagi znanih kristalnih struktur lahko proteine NLP prištevamo med daljne sorodnike dobro proučevanih aktinoporinov, toksinov, ki tvorijo pore. Značilnost aktinoporinov je, da je njihova aktivnost, ki vodi k večji propustnosti membrane, močno povečana v prisotnosti sfingomielina. Glede na podobnost kristalnih struktur med temi proteini lahko tudi pri proteinih NLP pričakujemo obstoj specifičnih receptorskih molekul sfingolipidnega porekla iz rastlin, zato bodo naše raziskave osredotočene na opredelitev teh molekul. Poleg tega načrtujemo podrobno proučitev molekularnih mehanizmov poškodb membrane, ki jih povzročijo proteini NLP v interakciji z rastlinskimi plazemskimi membranami. To bo omogočilo oblikovanje specifičnih inhibitorjev proteinov NLP, zanimivih za nadaljnjo pripravo komercialnih izdelkov za varstvo pridelkov. Glavna cilja naše raziskave so tako poiskati specifične rastlinske lipide, receptorske molekule za proteine NLP in ugotoviti molekularni mehanizem delovanja proteinov NLP. Za dosego teh ciljev bomo izrazili rekombinantne proteine NLP, s katerimi bomo lahko opredelili interakcijo z rastlinskimi lipidi. Poleg tega bomo podrobno proučevali interakcije proteinov NLP z receptorskimi molekulami s pomočjo molekul, ki posnemajo strukturne značilnosti rastlinskih lipidov in ocenili toksični učinek teh molekul na proteine NLP in vitro in in vivo. Interakcije bomo merili in ovrednotili z uporabo številnih sodobnih metod, kot so površinska plazmonska resonanca, tekočinska kromatografija z masno spektrometrijo, termoforeza, diferenčna dinamična fluorimetrija, kristalografsko določanje strukture ter virtualno rešetanje in sidranje vezavnih molekul na tridimenzionalno strukturo proteinov NLP. Ta projekt predstavlja sodelovanje med različnimi raziskovalnimi skupinami iz Slovenije, kot tudi raziskovalne skupine iz Nemčije in Japonske. Projekt bo razkril pomembne podrobnosti o mehanizmu toksičnosti, ki jo povzročajo proteini NLP in bo predstavljal trdno podlago za nadaljnji razvoj fitofarmacevtskih sredstev, katerih tarča bodo nekateri najbolj pereči rastlinski patogeni.

Faze:

https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/project/9915

Bibliografske reference, ki izhajajo neposredno iz izvajanja projekta:

https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/project/9915

Financira:

Raziskovalni projekti so (so)financirani s strani Javne agencije za raziskovalno dejavnost.

Nazaj

Spremenjeno: 13. april 2023