Arabidopsis thaliana'da yüksek sıcaklık stres toleransında glioksalaz sistemi aracılığıyla sistein ve HSP90 proteinlerinin karşılıklı etkileşiminin araştırılması
Investigation of the interaction of cysteine and HSP90 proteins mediated by glyoxalase in high temperature stress tolerance in Arabidopsis thaliana
Yazar: SELDA DURMUŞOĞLU
Danışman: PROF. DR. ASİM KADIOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany
Dizin: Abiyotik stres = Abiotic stress ; Amino asitler = Amino acids ; Arabidopsis thaliana = Arabidopsis thaliana

Özet:
Son yıllarda artan yüksek sıcaklık (YS), bitki büyümesi ve verimini olumsuz etkileyen önemli bir abiyotik stres faktörüdür. Ancak, bitkilerin YS'ye tolerans mekanizmaları tam olarak anlaşılamamıştır. Bu tez çalışmasında, sistein (SİS) uygulamasının Arabidopsis thaliana'da yüksek sıcaklık stresi altında ısı şok proteinleri (HSP'ler) ve glioksalaz sistemi arasındaki ilişki üzerindeki etkileri ve stres toleransını artırmadaki rolü incelenmiştir.
Bulgular, yüksek sıcaklık stresine maruz kalan A. thaliana'da sistein uygulamasının, tiyobarbitürik asit-reaktif maddeler (TBARS) ve hidrojen peroksit (H₂O₂) gibi oksidatif hasar belirteçlerini azaltırken, nispi su içeriği (NSİ) ve klorofil seviyeleri gibi temel fizyolojik parametreleri önemli ölçüde artırdığını ortaya koymuştur. Col-0, hsp90.1 ile hsp90.4 mutantları ve Glioksalaz I inhibitörüne (S-p-bromobenzilglutatyon siklopentil diester (BBGD)) maruz bırakılan A. thaliana bitkilerinden elde edilen bulgular sisteinin, HSP90.1 ve HSP90.4 proteinleri ile birlikte GLX enzimlerinin aktivitelerini artırarak GSH-bağımlı glioksalaz (GLX) sisteminin pozitif bir düzenleyicisi olarak hareket ettiğini ortaya koymaktadır. 
Bu çalışma, sistein uygulamasının YS stresi altında HSP90 ile bağlantılı olarak GLX sistemi aracılığıyla Arabidopsis thaliana'nın stres toleransını arttırdığını göstermekte ve YS stresine karşı direnç geliştirmesinde kritik bir rol oynadığını ortaya koymaktadır.

Abstract:
High temperature (HT), which has increased in recent years, is an important abiotic stress factor that adversely affects plant growth and yield. However, the mechanisms of plant tolerance to HT are not fully understood. In this thesis, the effects of cysteine (CYS) treatment on the relationship between heat shock proteins (HSPs) and glyoxalase system and its role in enhancing stress tolerance under high temperature stress in Arabidopsis thaliana were investigated.
Results revealed that cysteine treatment significantly increased key physiological parameters such as relative water content (RWC) and chlorophyll levels, while decreasing oxidative damage markers such as thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS) and hydrogen peroxide (H₂O₂) in A. thaliana exposed to high temperature stress. Results from Col-0, hsp90.1 and hsp90.4 mutants and A. thaliana plants exposed to glyoxalase I inhibitor (S-p-bromobenzylglutathione cyclopentyl diester (BBGD)) reveal that cysteine acts as a positive regulator of the GSH-dependent glyoxalase (GLX) system by increasing the activities of GLX enzymes along with HSP90.1 and HSP90.4 proteins. 
This study demonstrates that CYS treatment enhances the stress tolerance of Arabidopsis thalianaunder HT stress through the GLX system in conjunction with HSP90 and plays a critical role in developing resistance to HT stress