Protein–protein interactions among the Aux/IAA proteins

The plant hormone indoleacetic acid (IAA) transcriptionally activates early genes in plants. The Aux/IAA family of early genes encodes proteins that are short-lived and nuclear-localized. They also contain a putative prokaryotic βαα DNA binding motif whose formation requires protein dimerization. Here, we show that the pea PS-IAA4 and Arabidopsis IAA1 and IAA2 proteins perform homo- and heterotypic interactions in yeast using the two-hybrid system. Gel-filtration chromatography and chemical cross-linking experiments demonstrate that the PS-IAA4 and IAA1 proteins interact to form homodimers in vitro. Deletion analysis of PS-IAA4 indicates that the βαα containing acidic C terminus of the protein is necessary for homotypic interactions in the yeast two-hybrid system. Screening an Arabidopsis λ-ACT cDNA library using IAA1 as a bait reveals heterotypic interactions of IAA1 with known and newly discovered members of the Arabidopsis Aux/IAA gene family. The new member IAA24 has similarity to ARF1, a transcription factor that binds to an auxin response element. Combinatorial interactions among the various members of the Aux/IAA gene family may regulate a variety of late genes as well as serve as autoregulators of early auxin-regulated gene expression. These interactions provide a molecular basis for the developmental and tissue-specific manner of auxin action.

Inhibition of Auxin Movement from the Shoot into the Root Inhibits Lateral Root Development in Arabidopsis1

In roots two distinct polar movements of auxin have been reported that may control different developmental and growth events. To test the hypothesis that auxin derived from the shoot and transported toward the root controls lateral root development, the two polarities of auxin transport were uncoupled in Arabidopsis. Local application of the auxin-transport inhibitor naphthylphthalamic acid (NPA) at the root-shoot junction decreased the number and density of lateral roots and reduced the free indoleacetic acid (IAA) levels in the root and [3H]IAA transport into the root. Application of NPA to the basal half of or at several positions along the root only reduced lateral root density in regions that were in contact with NPA or in regions apical to the site of application. Lateral root development was restored by application of IAA apical to NPA application. Lateral root development in Arabidopsis roots was also inhibited by excision of the shoot or dark growth and this inhibition was reversible by IAA. Together, these results are consistent with auxin transport from the shoot into the root controlling lateral root development.

The Role of Gibberellin, Abscisic Acid, and Sucrose in the Regulation of Potato Tuber Formation in Vitro1

The effects of plant hormones and sucrose (Suc) on potato (Solanum tuberosum L.) tuberization were studied using in vitro cultured single-node cuttings. Tuber-inducing (high Suc) and -noninducing (low Suc or high Suc plus gibberellin [GA]) media were tested. Tuberization frequencies, tuber widths, and stolon lengths were measured during successive stages of development. Endogenous GAs and abscisic acid (ABA) were identified and quantified by high-performance liquid chromatography and gas chromatography-mass spectrometry. Exogenous GA4/7 promoted stolon elongation and inhibited tuber formation, whereas exogenous ABA stimulated tuberization and reduced stolon length. Indoleacetic acid-containing media severely inhibited elongation of stolons and smaller sessile tubers were formed. Exogenous cytokinins did not affect stolon elongation and tuber formation. Endogenous GA1 level was high during stolon elongation and decreased when stolon tips started to swell under inducing conditions, whereas it remained high under noninducing conditions. GA1 levels were negatively correlated with Suc concentration in the medium. We conclude that GA1 is likely to be the active GA during tuber formation. Endogenous ABA levels decreased during stolon and tuber development, and ABA levels were similar under inducing and noninducing conditions. Our results indicate that GA is a dominant regulator in tuber formation: ABA stimulates tuberization by counteracting GA, and Suc regulates tuber formation by influencing GA levels.

Auxin Transport Is Required for Hypocotyl Elongation in Light-Grown but Not Dark-Grown Arabidopsis1

Many auxin responses are dependent on redistribution and/or polar transport of indoleacetic acid. Polar transport of auxin can be inhibited through the application of phytotropins such as 1-naphthylphthalamic acid (NPA). When Arabidopsis thaliana seedlings were grown in the light on medium containing 1.0 μm NPA, hypocotyl and root elongation and gravitropism were strongly inhibited. When grown in darkness, however, NPA disrupted the gravity response but did not affect elongation. The extent of inhibition of hypocotyl elongation by NPA increased in a fluence-rate-dependent manner to a maximum of about 75% inhibition at 50 μmol m−2 s−1 of white light. Plants grown under continuous blue or far-red light showed NPA-induced hypocotyl inhibition similar to that of white-light-grown plants. Plants grown under continuous red light showed less NPA-induced inhibition. Analysis of photoreceptor mutants indicates the involvement of phytochrome and cryptochrome in mediating this NPA response. Hypocotyls of some auxin-resistant mutants had decreased sensitivity to NPA in the light, but etiolated seedlings of these mutants were similar in length to the wild type. These results indicate that light has a significant effect on NPA-induced inhibition in Arabidopsis, and suggest that auxin has a more important role in elongation responses in light-grown than in dark-grown seedlings.

Identification and characterization of periplasmic proteins implicated in the adaptation of Helicobacter pylori to the human gastric niche

Helicobacter pylori è un batterio Gram-negativo in grado di colonizzare la mucosa gastrica umana e persistere per l'intero arco della vita dell'ospite. E' associato a patologie gastrointestinali, quali gastrite cronica, ulcere gastriche e duodenali, adenocarcinomi e linfomi gastrici. Si tratta di uno dei patogeni più diffusi, presente in circa metà della popolazione mondiale, e il solo che si è adattato a vivere nell'ambiente ostile dello stomaco umano. Molteplici sono i fattori di virulenza che permettono al batterio la colonizzazione della nicchia gastrica e contribuiscono, anche attraverso l' induzione di una risposta infiammatoria, a profonde modificazioni dell' omeostasi gastrica. Queste ultime si associano, ad esempio, all'iperproduzione di fattori proinfiammatori, ad alterazioni sia della regolazione della secrezione acida gastrica sia del ciclo cellulare e della morte cellulare programmata (apoptosi) delle cellule epiteliali gastriche, a disordini nel metabolismo del ferro e a carenze di elementi essenziali. Studi sulla diversità genetica di H. pylori osservata in ceppi isolati da varie regioni del mondo, dimostrano che tale batterio ha avuto una coevoluzione col genere umano attraverso la storia, ed è verosimile che H. pylori sia stato un costituente del microbiota gastrico per almeno 50.000 anni. Scopo della tesi è stato quello di identificare e caratterizzare proteine importanti per la colonizzazione e l'adattamento di H. pylori alla nicchia gastrica. In particolare gli sforzi si sono concentrati su due proteine periplasmatiche, la prima coinvolta nella difesa antiossidante (l'enzima catalasi-like, HP0485), e la seconda nel trasporto di nutrienti presenti nell'ambiente dello stomaco all'interno della cellula (la componente solubile di un ABC transporter, HP0298). La strategia utilizzata prevede un'analisi bioinformatica preliminare, l'ottenimento del gene per amplificazione, mediante PCR, dal genoma dell'organismo, la costruzione di un vettore per il clonaggio, l'espressione eterologa in E. coli e la successiva purificazione. La proteina così ottenuta viene caratterizzata mediante diverse tecniche, quali spettroscopia UV, dicroismo circolare, gel filtrazione analitica, spettrometria di massa. Il capitolo 1 contiene un'introduzione generale sul batterio, il capitolo 2 e il capitolo 3 descrivono gli studi relativi alle due proteine e sono entrambi suddivisi in un abstract iniziale, un'introduzione, la presentazione dei risultati, la discussione di questi ultimi, i materiali e i metodi utilizzati. La catalasi-like (HP0485) è una proteina periplasmatica con struttura monomerica, appartenente ad una famiglia di enzimi a funzione per la maggior parte sconosciuta, ma evolutivamente correlati alla ben nota catalasi, attore fondamentale nella difesa di H. pylori, grazie alla sua azione specifica di rimozione dell'acqua ossigenata. HP0485, pur conservando il fold catalasico e il legame al cofattore eme, non può compiere la reazione di dismutazione dell'acqua ossigenata; possiede invece un'attività perossidasica ad ampio spettro, essendo in grado di accoppiare la riduzione del perossido di idrogeno all'ossidazione di diversi substrati. Come la catalasi, lavora ad alte concentrazioni di aqua ossigenata e non arriva a saturazione a concentrazioni molto elevate di questo substrato (200 mM); la velocità di reazione catalizzata rimane lineare anche a questi valori, aspetto che la differenzia dalle perossidasi che vengono in genere inattivate da concentrazioni di perossido di idrogeno superiori a 10-50 mM. Queste caratteristiche di versatilità e robustezza suggeriscono che la catalasi-like abbia un ruolo di scavenger dell'acqua ossigenata e probabilmente anche un'altra funzione connessa al suo secondo substrato, ossia l'ossidazione di composti nello spazio periplasmatico cellulare. Oltre alla caratterizzazione dell'attività è descritta anche la presenza di un ponte disolfuro, conservato nelle catalasi-like periplasmatiche, con un ruolo nell'assemblaggio dell'eme per ottenere un enzima attivo e funzionale. La proteina periplasmatica HP0298, componente di un sistema di trasporto ABC, è classificata come trasportatore di dipeptidi e appartiene a una famiglia di proteine in grado di legare diversi substrati, tra cui di- e oligopeptidi, nichel, eme, glutatione. Benchè tutte associate a trasportatori di membrana batterici, queste proteine presentano un dominio di legame al substrato che risulta essere conservato nei domini extracellulari di recettori specifici di mammifero e uomo. Un esempio sono i recettori ionotropici e metabotropici del sistema nervoso. Per caratterizzare questa proteina è stato messo a punto un protocollo di ligand-fishing accoppiato alla spettrometria di massa. La proteina purificata, avente un tag di istidine, è stata incubata con un estratto cellulare di H. pylori per poter interagire con il suo substrato specifico all'interno dell'ambiente naturale in cui avviene il legame. Il complesso proteina-ligando è stato poi purificato per cromatografia di affinità e analizzato mediante HPLC-MS. L'identificazione dei picchi differenziali tra campioni con la proteina e 5 campioni di controllo ha portato alla caratterizzazione di pentapeptidi particolarmente ricchi in aminoacidi idrofobici e con almeno un residuo carico negativamente. Considerando che H. pylori necessita di alcuni aminoacidi essenziali, per la maggior parte idrofobici, e che lo stomaco umano è particolarmente ricco di peptidi prodotti dalla digestione delle proteine introdotte con il cibo, il ruolo fisiologico di HP0298 potrebbe essere l'internalizzazione di peptidi, con caratteristiche specifiche di lunghezza e composizione, che sono naturalmente presenti nella nicchia gastrica.

AUXIN-BINDING-PROTEIN1 (ABP1) in phytochrome-B-controlled responses

The auxin receptor ABP1 directly regulates plasma membrane activities including the number of PIN-formed (PIN) proteins and auxin efflux transport. Red light (R) mediated by phytochromes regulates the steady-state level of ABP1 and auxin-inducible growth capacity in etiolated tissues but, until now, there has been no genetic proof that ABP1 and phytochrome regulation of elongation share a common mechanism for organ elongation. In far red (FR)-enriched light, hypocotyl lengths were larger in the abp1-5 and abp1/ABP1 mutants, but not in tir1-1, a null mutant of the TRANSPORT-INHIBITOR-RESPONSE1 auxin receptor. The polar auxin transport inhibitor naphthylphthalamic acid (NPA) decreased elongation in the low R: FR light-enriched white light (WL) condition more strongly than in the high red: FR light-enriched condition WL suggesting that auxin transport is an important condition for FR-induced elongation. The addition of NPA to hypocotyls grown in R-and FR-enriched light inhibited hypocotyl gravitropism to a greater extent in both abp1 mutants and in phyB-9 and phyA-211 than the wild-type hypocotyl, arguing for decreased phytochrome action in conjunction with auxin transport in abp1 mutants. Transcription of FR-enriched light-induced genes, including several genes regulated by auxin and shade, was reduced 3-5-fold in abp1-5 compared with Col and was very low in abp1/ABP1. In the phyB-9 mutant the expression of these reporter genes was 5-15-fold lower than in Col. In tir1-1 and the phyA-211 mutants shade-induced gene expression was greatly attenuated. Thus, ABP1 directly or indirectly participates in auxin and light signalling.

Caracterização de atapulgita visando aplicação para reforço de materiais poloméricos

The clay mineral attapulgite is a group of hormitas, which has its structures formed by microchannels, which give superior technological properties classified the industrial clays, clays of this group has a very versatile range of applications, ranging from the drilling fluid for wells oil has applications in the pharmaceutical industry. Such properties can be improved by activating acid and / or thermal activation. The attapulgite when activated can improve by up to 5-8 times some of its properties. The clay was characterized by X-ray diffraction, fluorescence, thermogravimetric analysis, differential thermal analysis, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy before and after chemical activation. It can be seen through the results the efficiency of chemical treatment, which modified the clay without damaging its structure, as well as production of polymer matrix composites with particles dispersed atapugita

Determinación de metales pesados y evaluación de la biotransferencia de especies inorgánicas de arsénico en leche bovina cruda

Propósito y método de estudio: En el presente estudio se evaluó el factor de biotransferencia (FBT) de arsénico (As) inorgánico en leche bovina cruda a través de agua de consumo en zonas contaminadas con este metaloide en México. Las muestras de leche y agua fueron colectadas en municipios de Durango, San Luis Potosí y Zacatecas zonas lugares donde se lleva a cabo la minería y con antecedente de contaminación por As. Para el análisis de As total fue empleado el método de digestión acida asistido por microondas (EPA 3052). La extracción de especies inorgánicas de As fue asistida por microondas empleando H3PO4 0.3 M a 90 °C durante 30 min, para su posterior separación en una resina de intercambio aniónico fuerte (SAX). La determinación de As total y de especies de arsénico se llevó a cabo por Espectrometría de Masas con Fuente de Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-MS). Adicionalmente en las muestras leche previamente digeridas se analizó el contenido total de Pb, Cd, Cu, Zn y Fe por ICP-MS con la finalidad de evaluar el grado de contaminación por estos metales y establecer una correlación con la concentración de As en leche y el posible origen de la contaminación. Contribuciones y conclusiones La concentración de As total en el agua de la mayoría de las zonas de estudio superó el límite permisible para agua de consumo según la norma oficial NOM-127-SSA1-1994-2000 (25 μg/L). En cuanto a las muestras de leche, las concentraciones de As se encontraron entre el límite de detección y 472.80 μg/kg, siendo los estados de Durango y San Luis Potosí los que presentaron las concentraciones mayores. Las concentraciones de los otros metales analizados en leche mostraron que el promedio de Pb en leche en Zacatecas y San Luis Potosí, superó el límite permisible de acuerdo a la Comisión Europea. Así mismo para el caso del Cd la concentración media en el estado de San Luis Potosí superó los niveles ya reportados. Las zonas de San Luis Potosí, Durango y Zacatecas presentaron niveles altos de metales esenciales (Zn, Cu y Fe). Además se encontró que para los metales analizados (Pb, Cd, Cu, Zn y Fe) se presentó una correlación positiva estadísticamente significativa (p < 0.05) con As en leche, lo cual sugiere una fuente de contaminación común la minera que se realiza en los sitios de estudio. En cuanto a la concentración de especies de As inorgánico en leche, las concentraciones para la especie de As (V) fueron mayores (79.60-242.20 μg/kg) que las de As (III) (31.00-96.81 μg/kg); dado que la especie de As (V) presenta un menor grado de toxicidad podría indicar menor riesgo para la población que ingiere este alimento. Por último, se determinó el FBT de especies de As inorgánicas a través del agua de consumo, obteniéndose valores superiores a los ya reportados para As total (2.6 x 10-6 a 6 x 10-4); sin embargo, no se encontró una correlación significativa entre As en leche y arsénico en agua (p ˃0.05), lo cual sugiere que el agua no es la única vía de exposición de este metaloide. Para una posterior evaluación del factor de biotransferencia se sugiere el analizar el contenido de As en alimento y el suelo donde habita el organismo e incorporar estas fuentes de contaminación al modelo del FBT.