Quinasa de proteínas dependiente de Calcio de Solanum tuberosum, L. y su relación con la tuberización

• Autores: Mac Intosh, Gustavo Carlos
• Año de publicación: 1997
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Téllez Iñón, María Teresa
• Materia: QUINASA DE PROTEINAS DEPENDIENTES DE CALCIO; TUBERIZACION; SACAROSA; ACIDO JASMONICO; TRANSDUCCION DE SEÑALES; SOLANUM TUBEROSUM; CALCIUM DEPENDENT PROTEIN KINASE; TUBERIZATION; SUCROSE; JASMONIC ACID; SOLANUM TUBEROSUM; SIGNAL TRANSDUCTION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Se purificó a homogeneidad una quinasa de proteínas dependiente de calcio (CDPK) de fracciones solubles de plantas de papa, (Solanumtuberosum L.). La CDPK de papa es estrictamente dependiente de calcio (K0,5= 0,6 μM) y fosforila una amplia variedad de sustratos, entre loscuales el syntide 2 es el mejor aceptor de fosfatos (Km = 33 μM). La quinasa es inhibida por quelantes de calcio, derivados de fenotiazina y W7 (IC50= 0,25 mM). Anticuerpos policlonales dirigidos contra el dominio regulatorio de la CDPK de soja reconocen un polipéptido de 53 kDa en las fracciones purificadas de papa. En ensayos de auto fosforilación la misma banda aparece fuertemente marcada con [γ³²P]ATP en presencia de calcio. La actividad de CDPK es alta en plantas no inducidas a tuberizar, pero aumenta 2.5 veces en el comienzo del desarrollo del tubérculo y disminuyea la mitad de la actividad de las plantas no inducidas cuando el tubérculo está completamente formado. Se observó fosforilación dependiente decalcio de sustratos endógenos específicos de los estadios tempranos de formación del tubérculo (bandas de 68, 51 y 46 kDa). Estos polipéptidos no aparecieron en plantas no inducidas ni el tubérculos maduros, indicando que éste es un evento específico de los primeros estadios. Además se detectó la defosforilación de un polipéptido específico en lasplantas inducidas, lo que sugiere la existencia de fosfatasas. Lapreincubación de los extractos crudos de estas plantas con inhibidores de fosfatasas produjo un aumento del 100% en la actividad de CDPK. El ácido jasmónico, propuesto como inductor de tuberización no indujo este proceso cuando se agregó a los medios de cultivo de plantas cultivadas in vitro. Produjo un aumento del crecimiento de plantas enbajas concentraciones y una inhibición del crecimiento al tratar lasplantas con altas concentraciones. Además produjo una disminución en la actividad de CDPK de las plantas tratadas en forma dependiente de la concentración. La sacarosa es esencial para la tuberización. Plantas tratadas con altas concentraciones (8 %) de este azúcar presentaron un importante aumento en la actividad de CDPK y en la actividad de fosfatasas de proteínas capaces de defosforilarsustratos de la quinasa. Nuestros resultados sugieren que la CDPK y fosfatasas asociadas participan en el control de los primeros estadios de tuberización y que la sacarosa probablemente interviene en esta regulación modulando la actividad de estas enzimas. El ácido jasmónico no tendría participación en los eventos tempranos de la formación del tubérculo.
A soluble Ca²+-dependent protein kinase(CDPK) was purifled tohomogeneity in potato (Solanum tuberosum, L.) plants. Potato CDPK wasstrictly dependent on Ca²+ (K0,5=0,6 μM) and phosphorylated a widediversity of substrates, in which syntide 2 was the best phosphate acceptor (Km= 33 μM). The kinase was inhibited by Ca²+ -chelating agents,phenotiazine derivatives, and W7 (IC50= 0,25 mM), polyclonal antibodiesdirected against the regulatory region of the soybean CDPK recognized a 53kD polypeptide. In an autophosphorylation assay, this same band wasstrongly labeled with [y32P]ATP in the presence of Ca²+. CDPK activity washigh in nontuberized plants, but increased 2.5 fold at the onset of tuberdevelopment and was reduced to one-half of its original activity when thetuber had completed formation. In the early stages of tuberization, Ca²+-dependentphosphorylation of endogenous targets (specific bands of 68, 51,and 46 kD) was observed. These polypeptides were not labeled innontuberizing plants or in completely formed tubers, indicating that thisphosphorylation is a stage-specific event. In addition, dephosphorylationof specific polypeptides was detected in tuberizing plants, suggesting theinvolvement of a phosphatase. Preincubation of crude extracts withphosphatase inhibitors rendered a 100% increase in CDPK activity. Jasmonic acid, proposed as a tuber inductor, was unable to inducethis process when added to in vitro cultured plants media. An increase ofplant growth at low concentration, and an inhibition of growth at high concentration was observed. In addition, CDPK activity decreased in alltreatments in a concentration-dependent way. Sucrose was essential for tuberization. CDPK activity increased inplants treated with high sucrose concentration (8 %). An increase inphosphatase activity was also observed. Our results suggest that CDPK and associated phosphatases couldparticipate in the control of early stages of tuberization, and sucrose mightregulate the activity of these enzymes. Jasmonic acid would not beinvolved in these early events in tuber development.
Fil: Mac Intosh, Gustavo Carlos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.