Vicia faba L. tohumlarında proteolitik enzim aktivitesi ve protein mobilizasyonu üzerinde araştırmalar


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2003

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: SERAP KIRMIZI

Danışman: GÜRCAN GÜLERYÜZ

Özet:

Materyal olarak Viciafaba L. cv. Eresen 87 tohumlarının kullanıldığı bu çalışmada, çimlenmenin 7 günlük bir süreci boyunca protein mobilizasyonundaki değişmeler araştırılmıştır. Tohumlar, normal ve embriyosu çıkarılmış kotiledonlar halinde saf su veya bitki büyüme regülatörlerinin varlığında 0,1,3,5,7 günlük sürelerde, petri kaplarında 23 °C karanlıkta inkübe edilmişlerdir. Büyüme regülatörlerinin embriyo ekseninin yerini alıp alamıyacağmı belirlemek amacıyla embriyosu çıkarılmış kotiledonlar 3 ve 5 günlük sürelerde su veya büyüme regülatörleri varlığında inkübe edilmişlerdir. İnkübasyon süresinin sonunda tohumlardan hazırlanan ekstrelerde EP (Endopeptidaz), LAP (Lösin aminopeptidaz), CP (Karboksipeptidaz) aktiviteleri, çözünebilir toplam protein içeriği, serbest amino asit içeriği belirlenmiş, SDS-PAGE ile tohum proteinlerindeki değişimler incelenmiştir. Ayrıca, tohumlarda çimlenme süreci boyunca yaş ve kuru ağırlık değişimleri belirlenmiştir. EP aktivitesi için substrat olarak azokazein, LAP aktivitesi için substrat olarak L-Leucine 4-Nitroanilid, CP aktivitesi için substrat olarak N-CBZ-Phe-ala kullanılmıştır. Enzim kaynağı olarak kullanılan homojenat, substrat ile belirli bir süre su banyosunda inkübe edilip, reaksiyon durdurulduktan sonra spektrofotometrik olarak EP aktivitesi Ünite/saat, LAP aktivitesi salınan p-Nitroanilin ve CP aktivitesi ise inkübasyon süresi sonunda salınan mM Lensin amino asidi eşdeğeri cinsinden ifade edilmiştir. Ekstrelerdeki çözünebilir toplam protein miktarı Coomasie Brilliant Blue ile BSA (Sığır serum albümini) standartı kullanılarak, mg/kotiledon cinsinden belirlenmiştir. Ekstrelerdeki serbest amino asit miktarları Lösin standardı kullanılarak, Ninhidrin reaksiyonu ile belirlenmiş ve mM Lösin eşdeğeri/kotiledon olarak ifade edilmiştir. Ayrıca hazırlanan ekstrelere, SDS-PAGE uygulanarak, protein mobilizasyonu gösterilmiştir. İnkübasyon süresi ilerledikçe toplam çözünebilir protein içeriği hem normal tohumlarda, hem de embriyosu çıkarılmış kotiledonlarda düşüş göstermiştir. Serbest amino asit miktarı da çimlenme süresi ilerledikçe normal tohumlarda yükselmiş fakat embriyosu çıkarılmış kotiledonlarda yükseliş olmamıştır. Normal tohumlarda çözünebilir toplam protein İle serbest amino asit İçeriği arasında negatif ve anlamlı bir korelasyon tespit edilmiştir. Embriyo ekseninin çıkarıldığı durumda protein mobilizasyonunun tamamen baskılanmadığı fakat yavaşladığı tespit eilmiştir. Aktiviteleri araştırılan 3 proteolitik enzim içerisinde sadece EP’nîn embriyo ekseninin çıkarılmasından etkilendiği belirlenmiştir. Çimlenme periyodunun başlangıcında düşük olan EP aktivitesi sürekli artış göstermiştir. LAP aktivitesi hem normal, hem de embriyosu çıkarılmış kotiledonlarda başlangıçta yüksek olup, çimlenme süresi ilerledikçe düşmüştür. CP aktivitesi ise 5. günde en yüksek değere ulaşmış ve normal tohum ve embriyosu çıkarılmış kotiledonlarda birbirine yakın değerlerde bulunmuştur. Uygulanan bitki büyüme regülatörlerinden (10 4 M BA, GA3j IAA ve 10 '5M ABA) sadece BA, enzimlerden LAP aktivitesini ve çözünebilir toplam protein miktarım arttırmıştır. SDS-PAGE ile normal tohumlarda protein mobilizasyonunun 3. günde, embriyosu çıkarılmış kotiledonlarda 7. günde başladığı belirlenmiştir. Bitki büyüme regülatörlerinin protein mobilizasyonu üzerindeki olumlu etkileri SDS-PAGE ile de görülmüş, fakat literatürdeki veriler ışığında hormonların etkilerinin türe ve çeşide göre değişebildiği belirlenmiştir. Normal tohum kotiledonlarının kuru ağırlığı çimlenme süreci ilerledikçe düşerken, embriyonun kuru ağırlığının artması depo besinlerinin olasılıkla mobilize olarak, embriyoya taşınmasından dolayıdır.