The selenium-binding protein of Theobroma cacao: A thermostable protein involved in the witches’ broom disease resistance

Alves, Akyla Maria Martins; Menezes, Sara Pereira; Lima, Eline Matos; Gramacho, Karina Peres; Andrade, Bruno Silva; Ferreira, Monaliza Macêdo; Pirovani, Carlos Priminho; Micheli, Fabienne

doi:10.1016/j.plaphy.2019.08.005

Cited by 4 publications

(3 citation statements)

References 33 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The structure of all Selenium Binding Proteins used in the matrix of the phylogenetic analysis was examined based on the information provided by previous studies (Flemetakis et al 2002;Agalou et al 2006;Martins Alves et al 2019). All proteins were examined for the presence of the CC, *DEL, CxxC, HxD and HxxD motifs, which comprise the putative functional domains of the protein, documented elsewhere (Flemetakis et al 2002;Agalou et al 2006;Schild et al 2014).…”

Section: Domain Identificationmentioning

confidence: 99%

Evolutionary Aspects of Selenium Binding Protein (SBP)

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

Selenium-binding proteins represent a ubiquitous protein family and recently SBP1 was described as a new stress response regulator in plants. SBP1 has been characterized as a methanethiol oxidase, however its exact role remains unclear. Moreover, in mammals, it is involved in the regulation of anti-carcinogenic growth and progression as well as reduction/oxidation modulation and detoxification. In this work, we delineate the functional potential of certain motifs of SBP in the context of evolutionary relationships. The phylogenetic profiling approach revealed the absence of SBP in the fungi phylum as well as in most non eukaryotic organisms. The phylogenetic tree also indicates the differentiation and evolution of characteristic SBP motifs. Main evolutionary events concern the CSSC motif for which Acidobacteria, Fungi and Archaea carry modifications. Moreover, the CC motif is harbored by some bacteria and remains conserved in Plants, while modified to CxxC in Animals. Thus, the characteristic sequence motifs of SBPs mainly appeared in Archaea and Bacteria and retained in Animals and Plants. Our results demonstrate the emergence of SBP from bacteria and most likely as a methanethiol oxidase.

show abstract

Section: Domain Identificationmentioning

confidence: 99%

Evolutionary Aspects of Selenium Binding Protein (SBP)

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Η SBP1 έχει μελετηθεί σε διάφορους φυτικούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένου του πρότυπου οργανισμού Arabidopsis thaliana (Agalou et al, 2005(Agalou et al, , 2006Schild et al, 2014;Valassakis et al, 2018Valassakis et al, , 2019, το ρύζι (Sawada et al, 2003(Sawada et al, , 2004, το φυτό Lotus japonicus (Flemetakis et al, 2002), στο κακάο (Martins Alves et al, 2019) και πρόσφατα στο σιτάρι (Luo et al, 2020), ενώ η έκφρασή της έχει συνδεθεί με αντοχή σε βιοτικές και αβιοτικές καταπονήσεις. Επιπρόσθετες μελέτες με μικροσυστοιχίες δείχνουν ότι η SBP1 μπορεί να θεωρηθεί ως ένα γονίδιο γενικής απόκρισης στις καταπονήσεις (Desikan et al, 2001;Zhao et al, 2002;Nikiforova et al, 2003b;Zhu-Salzman et al, 2004;Valassakis et al, 2018).…”

Section: η Sbp1 στα φυτάunclassified

“…Τα επίπεδα της LjSBP παρατηρήθηκαν αυξημένα στα νεαρά φυμάτια αλλά και σε άλλους ιστούς με υψηλές ενεργειακές απαιτήσεις, οδηγώντας στην υπόθεση ότι η LjSBP είναι απαραίτητη και κατά την οργανογένεση (Flemetakis et al, 2002). Επίσης, η SBP στο Theobroma cacao (TcSBP) αποκαλύφθηκε πρόσφατα ότι είναι μια θερμοσταθερή πρωτεΐνη, ικανή να δεσμεύει σεληνικό και έχει προταθεί ότι εμπλέκεται στα τελευταία στάδια της ασθένειας που οφείλεται στον βασιδιομύκητα Moniliophthora perniciosa, ο οποίος προκαλεί σοβαρές καταστροφές στην παραγωγή κακάο (Martins Alves et al, 2019). Έτσι, η TcSBP θεωρείται κατάλληλη υποψήφια για βιοτεχνολογικές εφαρμογές, με σκοπό την προστασία των καλλιεργειών κακάο από βιοτικές και αβιοτικές καταπονήσεις (Martins Alves et al, 2019).…”

Section: η Sbp1 στα φυτάunclassified

Μελέτη γονιδίων των οποίων τα προϊόντα αλληλεπιδρούν με την πρωτεΐνη SBP (Selenium Binding Protein 1) του Arabidopsis thaliana

Dervisi¹,

Δερβίση²

View full text Add to dashboard Cite

Οι πρωτεΐνες που δεσμεύουν σελήνιο (SBPs) είναι πρωτεΐνες με πολύ υψηλή συντήρηση και παρούσες σε όλα τα βασίλεια της ζωής. Στον άνθρωπο, οι μελέτες είναι πολυάριθμες και η σημασία τους στη διαδικασία ανάπτυξης κακοηθειών είναι ήδη γνωστή. Στους φυτικούς οργανισμούς έχει φανεί η συμμετοχή της SBP1 στην αντιμετώπιση βιοτικών και αβιοτικών καταπονήσεων. Προηγούμενες μελέτες έχουν αποκαλύψει την πιθανή ικανότητα της SBP1 να αλληλεπιδρά με δεκατέσσερις στο σύνολό τους πρωτεΐνες που σχετίζονται με την μεταφορά πρωτεϊνών μέσω κυστιδίων, την μεμβρανική σύνθεση και τον οξειδωτικό έλεγχο του κυττάρου, υποδεικνύοντας την συμμετοχή της σε ένα νέο πρωτεϊνικό δίκτυο που σχετίζεται με την οξειδωτική καταπόνηση. Σκοπός της συγκεκριμένης διατριβής ήταν η επιβεβαίωση της ύπαρξης του πρωτεϊνικού δικτύου της SBP1 μέσω της μελέτης των πιθανών αλληλεπιδρωσών πρωτεϊνών και της διερεύνησης των αλληλεπιδράσεών τους με αυτή. Έτσι, μελετήθηκαν λεπτομερώς δυο πρωτεΐνες που σχετίζονται με την μεταφορά πρωτεϊνών μέσω κυστιδίων (RD19c) και με την μεμβρανική σύνθεση (DALL3), ενώ μελετήθηκαν και άλλες τρεις πρωτεΐνες (GRXS14, GRXS16, SAH7) ως προς την ικανότητα τους να αλληλεπιδρούν με την SBP1. Η φωσφολιπάση και η πρωτεάση μελετήθηκαν ως προς την ιστοειδική τους έκφραση, όπου η πρώτη εντοπίστηκε στον αγωγό ιστό της ρίζας, στα υδατόδια, στα καταφρακτικά κύτταρα και στο αγγειακό σύστημα των κοτυληδόνων και των πρώτων φύλλων, στο αγωγό σύστημα των ανθήρων, των πετάλων και των κερατίων και στο στίγμα, ενώ η δεύτερη στα καταφρακτικά κύτταρα, στα υδατόδια των κοτυληδόνων και των πρώτων φύλλων, στις τρίχες των πρώτων φύλλων, στον αγωγό ιστό της ρίζας και των πλάγιων ριζών, των πρώτων φύλλων και των κοτυληδόνων, των πετάλων και των ανθήρων καθώς και στη βάση των κερατίων και στους γυρεόκοκκους. Με αυτό τον τρόπο δείχτηκε ότι τα μετάγραφα της DALL3 και της RD19c επάγονται στους ίδιους ιστούς με αυτούς της SBP1, όπως είναι το στίγμα, τα καταφρακτικά κύτταρα και η ρίζα. Επιπλέον, με την μελέτη του υποκυτταρικού τους εντοπισμού ανιχνεύθηκαν η φωσφολιπάση στα πλαστίδια που περιβάλλουν τον αγωγό ιστό και σε αυτά της ακραίας περιοχής της ρίζας, στις πλάγιες ρίζες και στους χλωροπλάστες των καταφρακτικών κυττάρων. Αντίστοιχα, η πρωτεάση εντοπίστηκε στην ακραία περιοχή της κεντρικής ρίζας και των πλάγιων ριζών αλλά και στις τρίχες των πρώτων φύλλων. Ως προς τα επίπεδα έκφρασης, εκτός από αυτές τις πρωτεΐνες, μελετήθηκε και το αλλεργιογόνο SAH7. Παρατηρήθηκε μια συνεχή έκφραση και για τις τρεις πρωτεΐνες με την φωσφολιπάση να έχει μέγιστο στον ιστό της ρίζας αρτιβλάστων 10 ημερών και στα άνθη και ελάχιστο στα αρτίβλαστα 10 ημερών και στα φύλλα ροζέτας. Η πρωτεάση παρουσίασε υψηλότερα επίπεδα έκφρασης στη ρίζα χωρίς όμως στατιστικά σημαντική διαφορά και χαμηλότερα στα άνθη και στα φύλλα ροζέτας, ενώ η SAH7 είχε μέγιστο στις κοτυληδόνες και στο βλαστό αρτιβλάστων 10 ημερών και ελάχιστο στα φύλλα ροζέτας. Επιπρόσθετα, μελετήθηκαν και ως προς την επαγωγή τους στην παρουσία σεληνώδους, σεληνικού και καδμίου, όπου και οι τρεις παρουσίασαν αυξημένα επίπεδα παρουσία σεληνώδους, υποδεικνύοντας την συμμετοχή τους στον μηχανισμό απόκρισης τουλάχιστον αυτής της μορφής σεληνίου. Ο αρχικός έλεγχος των αλληλεπιδράσεων πραγματοποιήθηκε στο σύστημα ζύμης δύο υβριδίων, όπου αποκαλύφθηκε η αλληλεπίδραση και των τεσσάρων πρωτεϊνών που ελέγχθηκαν με την SBP1. Στο ίδιο σύστημα δείχθηκε ότι τα πρώτα 175 αμινοξικά κατάλοιπα της SBP1 είναι απαραίτητα για την αλληλεπίδρασή της με την DALL3 και την RD19c, ενώ τα πρώτα 105 για την αλληλεπίδρασή της με την γλουταρεδοξίνη 14 και το αλλεργιογόνο SAH7. Τέλος, εντοπίστηκε η πρωτεάση RD19c σε κυστίδια, η φωσφολιπάση DALL3 σε δομές που εφάπτονται στους χλωροπλάστες και στα πλαστίδια της ρίζας, τις γλουταρεδοξίνες GRXS14 και GRXS16 στους χλωροπλάστες, το αλλεργιογόνο SAH7 στο ενδοπλασματικό δίκτυο και την SBP1 στον πυρήνα και το κυτταρόπλασμα. Παρά τον διαφορετικό τους υποκυτταρικό εντοπισμό αποκαλύφθηκε ότι οι αλληλεπιδράσεις πραγματοποιούνται in planta. H SBP1 αλληλεπιδρά με την DALL3 σε δομές που εφάπτονται στους χλωροπλάστες, με την RD19c στο κυτταρόπλασμα, την GRXS14 στο κυτταρόπλασμα και τον πυρήνα, ενώ με την GRXS16 μόνο στο κυτταρόπλασμα και τέλος με το SAH7 στο ενδοπλασματικό δίκτυο. Η SBP1 έχει βρεθεί ότι συμμετέχει στις διαδικασίες αποτοξίνωσης του φυτού από την οξειδωτική καταπόνηση και από στην παρούσα διατριβή επιβεβαιώθηκε η ύπαρξη του νέου πρωτεϊνικού δικτύου της SBP1, στο οποίο έχει κυρίαρχο ρόλο και σχετίζεται με την απόκριση του φυτού στην οξειδωτική καταπόνηση.

show abstract

Selenium-binding Protein 1 (SBD1): A stress response regulator in Chlamydomonas reinhardtii

et al. 2022

View full text Add to dashboard Cite

Selenium-binding proteins (SBPs) represent a ubiquitous protein family implicated in various environmental stress responses, although the exact molecular and physiological role of the SBP family remains elusive. In this work, we report the identification and characterization of CrSBD1, an SBP homologue from the model microalgae Chlamydomonas reinhardtii. Growth analysis of the C. reinhardtii sbd1 mutant strain revealed that the absence of a functional CrSBD1 resulted in increased growth under mild oxidative stress conditions, although cell viability rapidly declined at higher H2O2 concentrations. Furthermore, a combined global transcriptomic and metabolomic analysis indicated that the sbd1 mutant exhibited a dramatic quenching of the molecular and biochemical responses upon H2O2-induced oxidative stress when compared to the wild type. Our results indicate that CrSBD1 represents a cell regulator, which is involved in the modulation of C. reinhardtii early responses to oxidative stress. We assert that CrSBD1 acts as a member of an extensive and conserved protein-protein interaction network including Fructose-bisphosphate aldolase 3 (CrFBA3), Cysteine endopeptidase 2 (CrCEP2), and Glutaredoxin 6 (CrGRX6) proteins, as indicated by yeast two-hybrid assays.

show abstract

The selenium-binding protein of Theobroma cacao: A thermostable protein involved in the witches’ broom disease resistance

Cited by 4 publications

References 33 publications

Evolutionary Aspects of Selenium Binding Protein (SBP)

Evolutionary Aspects of Selenium Binding Protein (SBP)

Μελέτη γονιδίων των οποίων τα προϊόντα αλληλεπιδρούν με την πρωτεΐνη SBP (Selenium Binding Protein 1) του Arabidopsis thaliana

Selenium-binding Protein 1 (SBD1): A stress response regulator in Chlamydomonas reinhardtii

Contact Info

Product

Resources

About