Proteiner balanserar fotosyntesen i stressmiljöer
Vi människor drar oss till skuggan när det blir för varmt. För växter är det knepigare. Till sin hjälp har de i stället försvarsmekanismer. Helder Miranda, Umeå universitet, undersöker i sin avhandling proteiner som är till nytta för anpassning under stressmiljöer.
Utan fotosyntes skulle det inte finnas något liv. Därför är förståelse av fotosyntesens processer mycket viktigt. Cyanobakterier är encelliga fotosyntetiserande organismer vilka används för att studera fotosyntetiska processer i kloroplaster, dess mekanismer och reglering.
Anpassning till miljöförändringar är viktigt för en organisms överlevnad. Under extrema omvärldsfaktorer såsom högt ljus och värme kan organiska molekyler såsom lipider, proteiner och nukleinsyror i den fotosyntetiska apparaten lätt skadas. Vid stress aktiveras mekanismer i cellen antingen för att förhindra källan till skada eller reparera den.
I detta avhandlingsarbete har cyanobakterien Synechocystis sp PCC 6803 använts för att undersöka enzymen Deg/HtrA-proteasers roll i responsen till stress. Deg/HtrA-proteaser har många funktioner, mest involverat i proteinkontroll. Proteaserna är nödvändiga för cyanobakteriens överlevnad under hög ljus- och värmestress.
Helder Miranda har i sitt arbete fokuserat på att identifiera den exakta lokaliseringen av Deg/HtrA-proteaser i cyanobakteriens cell och han har analyserat deras biokemiska egenskaper. Med hjälp av metodikerna proteomics och metabolomics har han också studerat deras fysiologiska betydelse.
Hans data visar att Deg/HtrA-proteaser inte bara är viktiga i stressresponsmekanismer utan också är involverade i stabiliseringen av viktiga fysiologiska processer så som biosyntes av polysackarider. Exopolysackarider har många industriella tillämpningar, särskilt inom mat- och farmaceutindustrin.
– Kunskapen om produktion av exopolysackarider i cyanobakterier är liten. Kanske det finns potential för en framtida bioteknologisk applikation, säger Helder Miranda.
Helder Miranda har också undersökt de små pigment-bindande proteinerna, SCPs, i cyanobakterien. Proteinerna hör till familjen av stressinducerade proteiner som antas vara involverade i ljusskyddet av den fotosyntetiska apparaten. Fem SCPs identifierades i Synechocystis sp PCC 6803 (ScpA-E).
I sina studier identifierade Helder Miranda ett annat protein relaterat till SCPs, LilA, vilket co-transkriperas med ScpD. Han har kunnat visa att de flesta SCPs är associerade till den fotosyntetiska apparaten i cyanobakterien Synechocystis och de är viktiga för cellens stabilitet under optimal tillväxt och stressmiljöer.
Om disputationen
Fredagen den 13 maj försvarar Helder Miranda, kemiska institutionen, Umeå universitet, sin avhandling med titeln Stress respons in the cyanobacterium Synechcystis sp. PCC 6803. Svensk titel: Stressreaktioner hos den blå-göna bakterien Synechocystis sp. PCC 6803.
Disputationen äger rum kl 13.00 i hörsal KB3B1, KBC-huset.
Fakultetsopponent är professor Hans-Erik Åkerlund, institutionen för biokemi och strukturbiologi, Lunds universitet.
E-publikation av avhandlingen
Kontaktinformation
För ytterligare information, kontakta gärna:
Helder Miranda
Telefon: 090-786 53 87
E-post: helder.miranda@chem.umu.se
