Az aszkorbát transzportja és bioszintézisének szabályozása növényekben és zöldalgákban  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
114524
típus NN
Vezető kutató Tóth Szilvia Zita
magyar cím Az aszkorbát transzportja és bioszintézisének szabályozása növényekben és zöldalgákban
Angol cím Ascorbate transport and environmental regulation of ascorbate biosynthesis in plants and green algae
magyar kulcsszavak Arabidopsis, Chlamydomonas, aszkorbát, fotoszintézis, metabolomika, oxidatív stressz, transzporter
angol kulcsszavak Arabidopsis, ascorbate, Chlamydomonas, photosynthesis, metabolomics, oxidative stress, transporter
megadott besorolás
Sejtbiológia, molekuláris transzportmechanizmusok (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)50 %
Biofizika (pl. transzport-mechanizmusok, bioenergetika, fluoreszcencia) (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)30 %
Ortelius tudományág: Fiziológiai biofizika
Biológiai rendszerek elemzése, modellezése és szimulációja (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)20 %
zsűri Genetika, Bioinformatika és Rendszerbiológia
Kutatóhely Növénybiológiai Intézet (Szegedi Biológiai Kutatóközpont)
résztvevők Galambos Anikó
Kovács László
Kuntam Soujanya
Lambrev Petar
Mokochinski Joao Benhur
Nagy Valéria
Zsigmond Laura Alexandra
projekt kezdete 2015-05-01
projekt vége 2019-10-31
aktuális összeg (MFt) 43.812
FTE (kutatóév egyenérték) 7.54
állapot aktív projekt





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
Az aszkorbát (Asc, más néven C-vitamin) nélkülözhetetlen a növények és állatok sejtfunkcióihoz. Az Asc reaktív oxigénfajták semlegesítésében betöltött szerepe jól ismert, azonban még számos kérdés vár tisztázásra az Asc metabolizmusával, élettani szerepeivel és transzport folyamataival kapcsolatban, amelyek rendkívül fontosak a magas Asc-tartalmú növényfajták nemesítése szempontjából. Megállapítottuk, hogy a Smirnoff-Wheeler útvonal felelős az Asc-bioszintézisért, és a korábban javasolt alternatív Asc-bioszintézis útvonalak szerepe elhanyagolható a növényekben. Megállapítottuk azt is, hogy önmagában a reaktív oxigénformák nem vezetnek Asc felhalmozódásához magasabb rendű növényekben. A Chlamydomonas reinhardtii zöldalga fontos modellszervezet a különféle sejtfolyamatok tanulmányozására, és nagy biotechnológiai alkalmazási potenciállal rendelkezik. Bebizonyítottuk, hogy a zöldalgák csak környezeti stresszhatásra növelik Asc-termelésüket, a magasabb rendű növényekétől eltérő szabályozási mechanizmusok révén. A növényekhez képest egy másik fő különbség az, hogy a zöldalgákban a fotoprotektív nemfotokémiai kioltási mechanizmusok nem igényelnek Asc-ot. Bebizonyítottuk azt is, hogy az Asc fontos szerepet játszik a zöldalgák kénmegvonás által indukált biohidrogén-termelésében. Az Asc szállítását illetően megállapítottuk, hogy a kloroplasztisz burkolómembránja egy eddig ismeretlen Asc transzportert tartalmaz. Zöldalgákban pedig három feltételezett Asc-transzportert azonosítottunk.
kutatási eredmények (angolul)
Ascorbate (Asc, also known as vitamin C) is essential for the cellular functions of plants and animals. The role of Asc in the scavenging of reactive oxygen species is well known, but many questions remain regarding the metabolism, physiological roles and transport processes of Asc, which are extremely important for breeding plant species with elevated Asc contents. We found that the Smirnoff-Wheeler pathway is responsible for Asc biosynthesis and the roles of previously proposed alternative Asc biosynthesis pathways in plants are negligible. It was also found that reactive oxygen species alone do not lead to the accumulation of Asc in higher plants. The green alga Chlamydomonas reinhardtii is an important model organism for studying various cellular processes and has great potential for biotechnological applications. We have demonstrated that green algae boost their Asc production only under environmental stress via regulatory mechanisms that are distinct from those of seed plants. Another major difference from the plants is that the photoprotective non-photochemical quenching mechanisms in green algae do not require Asc. We have also demonstrated that Asc plays a very important role in the sulphur deprivation-induced biohydrogen production of green algae. With regard to Asc transport, we have found that the chloroplast envelope membrane contains an Asc transporter that has not been previously known. In green algae, three putative Asc transporters were identified.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=114524
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Nagy V, Podmaniczki A, Vidal-Meireles A, Tengolics R, Kovacs L, Rakhely G, Scoma A, Toth SZ: Water-splitting-based, sustainable and efficient H2 production in green algae as achieved by substrate limitation of the Calvin-Benson-Bassam cycle, BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS 11: 69, 2018
Vidal-Meireles André, Tóth Dávid, Kovács László, Neupert Juliane, Toth Szilvia Z: Ascorbate deficiency does not limit non-photochemical quenching in Chlamydomonas reinhardtii., PLANT PHYSIOLOGY AiP: pp. in-press., 2019
Toth Szilvia Z., Yacoby Iftach: Paradigm Shift in Algal H-2 Production: Bypassing Competitive Processes, TRENDS IN BIOTECHNOLOGY 37: (11) pp. 1159-1163., 2019
Tóth D, Ferenczi A, Vidal Meireles A, Neupert J, Bock R, Kuntam S, Kovács L, Molnár A, Tóth SZ: Investigation of PHT7, a putative ascorbate transporter in Chlamydomonas reinhardtii, «Photosynthesis and Hydrogen Energy Research for Sustainability – 2019» abstract book, p145, 2019
Tóth SZ, Lőrincz T, Szarka A: Concentration does matter: The beneficial and potentially harmful effects of ascorbate in humans and plants, ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING 29: (15) pp. 1516-1533., 2018
Fernie AR, Toth SZ: Identification of the elusive chloroplast ascorbate transporter extends of the substrate specificity of the PHT family., MOL PLANT 8: (5) 674-676, 2015
Nagy V, Vidal-Meireles A, Tengölics R, Rákhely G, Garab G, Kovács L, Tóth SZ: Ascorbate accumulation during sulphur deprivation and its effects on photosystem II activity and H2 production of the green alga Chlamydomonas reinhardtii., Plant, Cell and Environment 39: 1460–1472, 2016
Vidal-Meireles A, Neupert J, Zsigmond L, Rosado-Souza L, Kovacs L, Nagy V, Galambos A, Fernie AR, Bock R, Toth SZ: Regulation of ascorbate biosynthesis in green algae has evolved to enable rapid stress-induced response via the VTC2 gene encoding GDP-l-galactose phosphorylase.,, New Phytologist 214: 668–681, 2017
Toth SZ, Lorincz T, Szarka A: Concentration does matter, ANTIOXID REDOX SIGNAL &: (&) pp. in-press., 2018
Toth SZ, Yacoby I: Paradigm shift in algal H2 production: bypassing competitive processes (accepted), Trends in Biotechnology, 2019
Nagy V, Podmaniczki A, Vidal-Meireles A, Tengolics R, Kovacs L, Rakhely G, Scoma A, Toth SZ: Water-splitting-based, sustainable and efficient H2 production in green algae as achieved by substrate limitation of the Calvin-Benson-Bassam cycle, BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS 11: 69, 2018
Nagy V, Toth SZ: Photoautotrophic and sustainable production of hydrogen in algae, , 2018
Nagy V, Vidal-Meireles A, Podmaniczki A, Szentmihalyi K, Rakhely G, Zsigmond L, Kovacs L, Toth SZ: The mechanism of photosystem II inactivation during sulphur deprivation-induced H2 production in Chlamydomonas reinhardtii., PLANT JOURNAL 94: (3) pp. 548-561., 2018
Kovacs L, Vidal -Meireles A, Nagy V, Toth SZ: Quantitative Determination of Ascorbate from the Green Alga Chlamydomonas reinhardtii by HPLC, BIO-PROTOCOL 6: (24) pp. 1-6., 2016
Kovacs L, Vidal -Meireles A, Nagy V, Toth SZ: Quantitative Determination of Ascorbate from the Green Alga Chlamydomonas reinhardtii by HPLC, BIO-PROTOCOL 6: (24) 1-6, 2016
Tóth D, Galambos A, Vidal Meireles A, Kovács L, Nagy V, Podmaniczki A, Rigó G, Fernie AR, Zsigmond L, Tóth SZ: Aszkorbát-transzporterek azonosítása kloroplasztiszban, Membrán-transzport Konferencia, Sümeg, Absztrakt könyv, 2017
Kovacs L, Vidal -Meireles A, Nagy V, Toth SZ: Quantitative Determination of Ascorbate from the Green Alga Chlamydomonas reinhardtii by HPLC, BIO-PROTOCOL 6: (24) 1-6, 2016
Nagy V, Vidal-Meireles A, Podmaniczki A, Szentmihalyi K, Rakhely G, Zsigmond L, Kovacs L, Toth SZ: The mechanism of photosystem II inactivation during sulphur deprivation-induced H2 production in Chlamydomonas reinhardtii., PLANT J 94: (3) pp. 548-561., 2018
Toth SZ, Lorincz T, Szarka A: Concentration does matter, ANTIOXID REDOX SIGNAL &: (&) pp. in-press., 2018
André Vidal-Meireles, Juliane Neupert, Valéria Nagy, László Kovács, Laura Zsigmond, Laise Rosado de Souza, Alisdair R. Fernie, Ralph Bock, Szilvia Z. Tóth: Regulation of ascorbate biosynthesis in the green alga Chlamydomonas reinhardtii, ENCAPP 2016 Book of Abstracts, p80, 2016
Fernie AR, Toth SZ: Identification of the elusive chloroplast ascorbate transporter extends of the substrate specificity of the PHT family., MOL PLANT 8: (5) 674-676, 2015
Nagy V, Vidal-Meireles A, Tengölics R, Rákhely G, Garab G, Kovács L, Tóth SZ: Ascorbate accumulation during sulphur deprivation and its effects on photosystem II activity and H2 production of the green alga Chlamydomonas reinhardtii., Plant, Cell and Environment 39: 1460–1472, 2016
Vidal-Meireles A, Neupert J, Zsigmond L, Rosado-Souza L, Kovacs L, Nagy V, Galambos A, Fernie AR, Bock R, Toth SZ: Regulation of ascorbate biosynthesis in green algae has evolved to enable rapid stress-induced response via the VTC2 gene encoding GDP-l-galactose phosphorylase.,, New Phytologist 214: 668–681, 2017
Nagy V, Vidal-Meireles A, Tengölics R, Rákhely G, Garab G, Kovács L, Tóth SZ: Ascorbate accumulation during sulphur deprivation and its effects on photosystem II activity and H2 production of the green alga Chlamydomonas reinhardtii., Plant, Cell and Environment (in press), 2016
Fernie AR, Toth SZ: Identification of the elusive chloroplast ascorbate transporter extends of the substrate specificity of the PHT family., MOL PLANT 8: (5) 674-676, 2015





 

Projekt eseményei

 
2019-08-03 00:39:35
Résztvevők változása
2017-07-27 13:04:02
Résztvevők változása
2016-09-06 12:19:08
Résztvevők változása




vissza »