Türkiye endemiği Thermopsis turcica'da farklı gelişim evrelerindeki çiçeklerin karşılaştırmalı proteomik analizleri
Comparative proteomics analyses of flowers at different development stages in Thermopsis turcica, endemic to Turkey
Yazar: EMRE PEHLİVAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA YILDIZ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Endemikler = Endemics ; Proteomikler = Proteomics ; Thermopsis turcica = Thermopsis turcica

Özet:
Çiçek gelişimi birçok çevresel uyarıcı ve içsel sinyal tarafından kontrol edilen karmaşık bir fizyolojik olaydır. Şimdiye kadar birkaç moleküler çalışma çiçek gelişimi ile ilgili fizyolojik süreçler hakkında önemli bilgiler sağlamış olmasına karşın çiçek gelişimi sırasında meydana gelen proteom değişimleri hakkında çok az bilgi bulunmaktadır. Bu nedenle, bu çalışmada tek bir çiçekte 3-4 serbest karpele sahip sıra dışı legüm türü ve Türkiye endemiği Thermopsis turcica Kit Tan, Vural & Küçüködük bitkilerinde çiçek gelişimi sırasında gerçekleşen proteom değişimleri araştırılmıştır. Çiçek tomurcukları ve tamamen açmış çiçeklerinden protein ekstraksiyonu yapılmış ve iki-yönlü jel elektroforezi (2-DE) ile bu proteinler ayrıştırılmıştır. Görüntü analizleri çiçek gelişimi sırasında 66 protein beneğinin farklı şekilde ifade olduğunu ortaya çıkarmıştır. Bu proteinlerden 32'si MALDI-TOF/TOF (matrix-assisted laser-desorption ionization-time of flight/time of flight) kütle spektrometrisi (MS) ve veri tabanı taraması ile başarılı bir şekilde tanımlanmıştır. Çiçek gelişimi sırasında farklı şekilde ifade olan bu proteinlerin transkripsiyon ve protein metabolizması, enerji ve karbonhidrat metabolizması, bitki savunma sistemi, fotosentez, hücre çeperi, sekonder metabolizma ve amino asit metabolizmasında fonksiyon gördüğü belirlenmiştir. Bununla birlikte, tanımlanan birçok proteinin ifade seviyesinin tamamen açmış çiçeklerde azalan yönde düzenlendiği bulunmuştur. Protein metabolizması, şeker metabolizması ve stres savunması ile ilişkili birçok proteinin çiçek gelişimi sırasında düzenlenmesi bu proteinlerin gelişimsel regülasyondaki muhtemel rollerini göstermektedir. Bu sonuçlar, çiçek gelişimi sırasında meydana gelen proteom değişimleri hakkında yeni bilgiler sağlamıştır.

Abstract:
Flower development is a complex physiological phenomenon which is affected by many environmental stimuli and endogenous signals. To date, several molecular approaches have provided a comprehensive view of the physiological processes associated to flower development, but little is known about proteome changes. Therefore, we investigated the proteome alterations during flower development in endemic Thermopsis turcica Kit Tan, Vural & Küçüködük, an unusual legume species with 3-4 free carpels in a single flower. Proteins were extracted from the flower buds and fully opened flowers, and separated by two-dimensional gel electrophoresis (2-DE). Image analysis revealed that 66 protein spots were differentially expressed throughout flower development. Among them, 32 protein spots were successfully identified using MALDI-TOF/TOF (matrix-assisted laser-desorption ionization-time of flight/time of flight) mass spectrometry (MS) and database search. Functional annotation of these flower proteins revealed their involvement in transcription and protein metabolism, energy and carbohydrate metabolism, plant defense, photosynthesis, cell wall, secondary metabolism, and amino acid metabolism. Moreover, most of these proteins were down-regulated at the latter stage of flower development. Regulation of many proteins related to protein metabolism, sugar metabolism and stress defense suggest their possible roles in a developmental manner. These results have given new insights to the proteome alterations during flower development.