slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Co se děje v produkční buňce ?? PowerPoint Presentation
Download Presentation
Co se děje v produkční buňce ??

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 19

Co se děje v produkční buňce ?? - PowerPoint PPT Presentation


  • 106 Views
  • Uploaded on

Nobel, 1991. Zdrojová buňka. Co se děje v produkční buňce ??. Jsou zde transportní procesy, které ovlivňují chování produkční buňky a následný transport mimo buňku ??. Regulace související s transportními ději ??. Zdrojová buňka. Alokace uvnitř zdrojové buňky. chloroplast.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Co se děje v produkční buňce ??' - juro


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Nobel, 1991

Zdrojová buňka

Co se děje v produkční buňce ??

Jsou zde transportní procesy, které ovlivňují chování produkční buňky a následný transport mimo buňku ??

Regulace související s transportními ději ??

slide2

Zdrojová buňka

Alokace uvnitř zdrojové buňky

chloroplast

Regenerace intermediátů

Regenerace intermediátů

Trióza-P

Trióza-P

Mobilizace

Mobilizace

Syntéza škrobu

Syntéza škrobu

Transport z chloroplastu

Transport z chloroplastu

syntéza sacharózy

cytosol

metabolický pool

transportní pool

skladovací pool

Transport a distribuce sacharidů v produkční mezofylové

(zdrojové) buňce

Rychlost fotosyntézy - řízena poptávkou po produktu

 Inhibice fotosyntézy při nadbytku produktů

 má-li být rychlost fotosyntézy vysoká --- nutnost odvodu produktů:

  • odvod ze zdrojového listu floémem (aktivita SE/CC)
  • odvod z produkující buňky – do jiné buňky
  • do apolastu
  • odvod z chloroplastu
slide3

Zdrojová buňka

Př.:

Mezofylová buňka dospělého listu fazolu obsahuje 30-40 chloroplastů

3,5. 109 chloroplastů /100 cm2 listové plochy

112 mg glukózy/ 10 hod……….. což je 1,3x více než váží chloroplasty samy

  • syntéza škrobu v chloroplastu

pufrování poolu cukrů pro export a utilizaci v buňce

  • ukládání do vakuoly

Sucrose (formers) accumulators

(Rostliny přednostně akumulující sacharózu)

Fructan accumulators

(Rostliny přednostně akumulující fruktany)

Starch (formers) accumulators

(Rostliny přednostně akumulující škrob)

chloroplast

vakuola

trióza -P

hexózy

hexózy

Ukládání do vakuoly

F-6-P

Kromě sacharózy transportovány

i hexózy, sorbitol, manitol, myo-inositol,

sacharóza

škrob

S-P

jak difúzí, tak aktivním transportem

S

slide4

Zdrojová buňka

Rozdělování trióza-P mezi chloroplast a cytosol

Priorita: udržení konstantního toku asimilátů

Fruktóza 1,6 bis-P

Calvinův cyklus

Fruktóza 6-P

Trióza-P

Trióza-P

Pi

UDPG

Pi

Pi

Sacharóza 6-P

Pi

ADPG

Škrob

Sacharóza

slide5

Zdrojová buňka

Př.:Transgenní rostliny bramboru: vnesení cDNA TPT pod 35CaMV promotorem v antisense orientaci

Redukce syntézy mRNA TPT  redukce obsahu proteinu o 20-30%  snížení transportní kapacity

  • V časných fázích trpasličí fenotyp, později při nižších hladinách ozářenosti:
  • 0 ovlivnění rychlosti fotosyntézy
  • -“- celkového nárůstu biomasy
  • -“- výnosu hlíz

ALE ! Výrazné ovlivnění rozdělování asimilátů

V noci kompenzace transportu z chloroplastu transportem glukózy (maltózy)

Sacharóza

Škrob

Ukládání škrobu ve dne:

Původní typ: 40% asimilátů – škrob

Transformant: 60-80% asimilátů - škrob

Mobilizace škrobu v noci:

Původní typ : Transformant

75% transportu probíhajícího ve dne

150-250% -“-

slide6

Zdrojová buňka

Role koncentrace Pi

Nízká konc. Pi

Calvinův cyklus

F-1,6 bis-P

F- 6-P

Trióza-P

Trióza-P

 Inhibice fotosyntézy

UDPG

Pi

S- 6-P

Pi

Pi

ADPG

Sacharóza

Škrob

slide7

Zdrojová buňka

Calvinův cyklus

F-1,6 bis-P

F- 6-P

Trióza-P

Trióza-P

UDPG

Pi

S- 6-P

Pi

Pi

ADPG

Sacharóza

Škrob

X

Role koncentrace Pi

Nízká konc. Pi

Calvinův cyklus

F-1,6 bis-P

F- 6-P

Trióza-P

Trióza-P

 Inhibice fotosyntézy

UDPG

Pi

S- 6-P

Pi

Pi

ADPG

Sacharóza

Škrob

Vysoká konc. Pi

 Inhibice fotosyntézy

slide8

Regulace dostupnosti Pi

  • PHR1 :PHOSPHATE STARVATION RESPONSE 1

Rouached et al., 2010

slide9

Zdrojová buňka

FFK- fosfofruktokináza

FBF- fruktózabisfosfátfosfatáza

FFF- PPi- dependentní fosfofruktokináza

Syntéza sacharózy a škrobu v mezofylové buňce

glykolýza

Trióza-P

Trióza-P

Pi

Fruktóza 1,6 bis-P

Fruktóza 1,6 bis-P

ADP

Pi

Fruktóza 6-P

PPi

ATP

Pi

fosfatáza

Fruktóza 6-P

Fruktóza 2,6 bis-P

kináza

Glukóza 1-P

Glukóza 6-P

pentóz. cyklus

ATP

ADPGáza

Glukóza 1-P

PPi

UTP

PPi

ADP-Glukóza

UDP-Glukóza

fosfatáza

SPShigh

SPSlow

kináza

Škrob

Sacharóza 6-P

Sacharóza

cytosol

chloroplast

slide10

Metabolické dráhy a toky

Podle : Kruger and Ratcliffe, 2012

slide11

Zdrojová buňka

FFK- fosfofruktokináza

FBF- fruktozabisfosfátfosfatáza

inhibice

FFF- PPi- dependentní fosfofruktokináza

aktivace

Regulace syntézy sacharózy v mezofylové buňce

Pi

PEP

Trióza-P

Pi

  • F-2,6 bis-P moduluje tvorbu HX-P v závislosti na:
  • přísunu Trióza –P a
  • požadavku na HX-P

Fruktóza 1,6 bis-P

FBF

Pi

Pi

FFK

FFF

PPi

Pi

fosfatáza

Fruktóza 6-P

Fruktóza 2,6 bis-P

kináza

Pi

F-6-P

Trióza-P

chloroplast

Glukóza 6-P

Pyruvát

F-6-P

Trióza-P

PPi

Glukóza 1-P

UTP

Pi

PPi

PPi

Reakce je reverzibilní

UDP-Glukóza

fosfatáza

P

SPShigh

SPSlow

Fruktóza 2,6 bis-P

kináza

Sacharóza 6-P

PEP

Pyruvát

Pi

Sacharóza

cytosol

slide12

Zdrojová buňka

inhibice

aktivace

Regulace syntézy sacharózy v mezofylové buňce

Trióza-P

Trióza-P

F-6-P

Pi

Fruktóza 1,6 bis-P

G-6-P

FBF

Pi

PPi

Pi

FFK

FFF

PPi

Pi

PEP

Pyruvát

fosfatáza

Fruktóza 6-P

Fruktóza 2,6 bis-P

kináza

chloroplast

Glukóza 6-P

SPS + S-P-fosfatáza tvoří komplex

Glukóza 1-P

UTP

PPi

Reakce je reverzibilní

  • Modulace syntézy sacharózy v závislosti na:
  • konc. G-6-P
  • konc. Pi

Pi

UDP-Glukóza

fosfatáza

P

SPShigh

SPSlow

kináza

SnRK1

Pi

Sacharóza 6-P

G-6-P

G-6-P

Pi

Sacharóza

cytosol

slide13

Zdrojová buňka

  • endogenní rytmus
  • modulace tranzicí světlo /tma
  • ovlivnění stresem
  • nízké teploty

 SPS - zvýšení obsahu proteinu

identická SPS

Nová forma SPS, ? produkt stejného genu

  • osmotický stres aktivační fosforylace (ser 424 X inhibiční ser 158)

 O ovlivnění syntézy sacharózy

Regulace syntézy sacharózy v mezofylové buňce

  • ovlivnění energetickou bilancí/ dostupností sacharidů/ sacharidovou signalizací
  • Př:Transgenní rostliny bramboru s nadprodukcí sacharóza-P-syntázy
  • 3-7 x vyšší exprese genu
  • ?? ovlivnění syntézy sacharózy

Aktivita enzymu řízena

  • aktivací a inhibicí metabolity
  • postranslační modifikací enzymu
  • změnami v množství enzymu

Vyšší koncentrace enzymu – kompenzace inaktivací enzymu fosforylací

slide14

NADPH

NADP

Syntéza manitolu v mezofylové buňce

cytosol

Manitol

Pi

3 PGA

Manitol-1-P

NADPH

M-6-P-reduktáza

NADP

Manóza-6-P

3 PGA

Trióza-P

Trióza-P

Trióza-P

Fruktóza-6-P

UDPG

Pi

Sacharóza-6-P

chloroplast

Pi

Sacharóza

Syntéza manitolu představuje alternativní metabolický sink

slide15

Syntéza sacharidů rafinózové řady

Místo syntézy závisí na charakteru poolu:

  • transportní
  • zásobní
  • stresový

galaktinolsyntáza

UDP-Gal + myo-inositol galaktinol+ UDP

sacharóza + galaktinol rafinóza + myo-inositol

rafinóza + galaktinol  stachyóza + myo-inositol

STS mohou pro syntézu stachyózy místo galaktinolu využívat jako donoru galaktózových zbytků další galaktosylcyklitoly

slide16

Zdrojová buňka

Trióza-P

Pi

ADP

Regulace syntézy škrobu v mezofylové buňce

Trióza-P

  • Regulace syntézy škrobu:
  • aktivita ADPGázy
  • aktivita syntázy škrobu a

větvících enzymů

  • aktivita štěpících enzymů

Pi

Fruktóza 1,6 bis-P

Pi

Fruktóza 6-P

Glukóza 1-P

ATP

ADPGáza

PPi

ADP-Glukóza

  • Modulace syntézy škrobu v závislosti na:
  • konc. Trióza-P
  • konc. Pi
  • konc. ADP

ADP

Škrob

Pi

Trióza-P

chloroplast

slide17

Zdrojová buňka

Mobilizaceškrobu v chloroplastu během noci

 - amyláza ? ne, vyřazení malý vliv

(ATP)

AMP-P-P + Glukan–OH +H2O AMP + Glukan-O-P + Pi

pGlcT

Mex1

  • Fosforylace škrobu :1) glukan-voda-dikináza
  • 2) fosfoglukan-voda-dikináza

úroveň fosforylace nízká (2000 glu jednotek) nezbytná !

  • Produkce větvených a nevětvených glukanů (debranching enzyme, štěpící vazbu 1-6)
  • Štěpení:  -amylázou
  •  glukanfosforylázou

[glukoza]n + H2O [glukoza]n-2 + maltóza

[glukoza]n + Pi [glukoza]n-1+ glukóza-1-P

  • D-enzymem

2 [glukóza]3 [glukóza]5 +glukóza

slide18

Zdrojová buňka

  • Transport z chloroplastu :

??? Jak je metabolizována maltóza v cytosolu

maltóza

glukóza

glukóza-P

Glukan ???

transglukosidáza

  • Ukládání do vakuoly :

Plně vyvinuté buňky – dvě nebo více vakuol s rozdílnými funkcemi / skladovací, lytické/

Jedna vakuola ---vnitřní membrány– separace funkcí

Malé vakuoly – větší povrch – rychlejší transfer (potenciálně nebezpečných) látek – pak transport do velké vakuoly

Centrální vakuola v listu

1) Udržení turgoru, růst buněk, 2) optimální distribuce chloroplastů, 3) skladování živin (N) 4) skladování asimilátů pro pozdější využití..

slide19

Zdrojová buňka

Transport asimilátů z chloroplastu u Arabidopsis

pGlcT

Mex1

TPT

Možnost kompenzace nedostatečnosti jednotlivých transportních komponent – vysoká

Rozdíly v reakcích různých rostlin : sucrose X starch accumulators

Choetal., 2011