Kuraklık stresi koşullarında poliamin metabolizması ile hidrojen peroksit ilişkisinin araştırılması
Investigation of relationship between polyamine metabolism and hydrogen peroxide under droght stress
Yazar: MEHMET DEMİRALAY
Danışman: PROF. DR. ASİM KADIOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany

Özet:
Mevcut çalışmada poliamin metabolizmasında görev alan arjinin dekarboksilaz, agmatin iminohidrolaz/deaminaz, spermidin sentaz, S-adenozil metiyonin dekarboksilaz, diamin oksidaz/bakır amino oksidaz ve poliamin oksidaz genlerine ait ekspresyon seviyeleri, kuraklık stresi koşullarında hidrojen peroksit (H2O2), difenil iyodonyum klorit, diflorometil arjinin ve diflorometil ornitin gibi farklı uygulamalara göre RT PCR metoduyla incelendi. Ayrıca poliamin metabolizmasıyla yakın ilişkili olan absisik asit miktarı (ABA) ile sentezinde görev alan absisik aldehit oksidaz, prolin miktarı ve prolin metabolizmasından sorumlu olan prolin 5 karboksilat sentaz ve prolin dehidrogenaz genleri ifade seviyeleri belirlendi. Bu ilişkinin belirlenmesinde kritik parametremiz olan poliamin seviyeleri (putresin, spermidin ve spermin) HPLC yöntemiyle ölçüldü. Sonuçlara göre dışarıdan uygulanan hidrojen peroksitin kuraklık stresi koşullarında poliamin sentezini uyardığı ve bu uyarımı poliamin sentez genlerini teşvik ederek ve poliamin yıkım genlerini ise baskılayarak gerçekleştirdiği gözlendi. Ayrıca yine kuraklık koşullarında dışarıdan uygulanan hidrojen peroksitin ABA sentezini baskıladığı, prolin sentezini teşvik ettiği saptandı. Sonuç olarak düşük konsantrasyonda dışarıdan uygulanan hidrojen peroksitin, poliamin metabolizmasında olumlu bir sinyalizasyon şelalesini başlattığı ve bunun sonucunda sentez yönünden teşvik edici, yıkım genleri üzerine ise baskılayıcı etkilere sahip olduğu sonucuna varıldı.

Abstract:
The expression levels of  the genes, which take part in polyamine metabolism, such as arginine dekarboxylase, agmatine iminohidrolase/deaminase, spermidine synthase, S-adenosyl methionine decarboxylase, diamine oxidase/copper amino oxidase and polyamine oxidase were determined by RT PCR under drought stress after exogenious hydrogen peroxide (H2O2), diphenyleneiodonium chloride, difluoromethyl arginine and difluoromethyl ornithine treatments. Content of abscisic acid (ABA) and expression level of abscisic aldehyde oxidase gene that has a role in abscisic acid synthesis were determined. In addition to ABA, proline content, and the expression levels of pyrroline 5 carboxylate synthase and proline deyhdrogenase were determined. Polyamine levels (putrescine, spermidine and spermine), our critical parameter in determining the relationship were measured by HPLC. According to data, exogenous H2O2 induced polyamine synthesis by up regulating polyamine synthesizing genes and down regulation polyamine degredating genes. Moreover, H2O2 suprressed ABA  synthesis and induced proline synthesis. In conclusion,  exogenous H2O2 that was applied at a low contentration affected polyamine metabolism toward sysnthesis. On the contrary the polyamine degredating genes were suppressed by H2O2. It was determined that H2O2 started a signaling cascade in polyamine metabolism.