Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed reze Zareie abarghoei
سیدرضا زارعی ابرقویی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mostafa Rahnama
مصطفی رهنماء

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Isolation and Analysis of Pomegranate Chloroplast Proteome
Obtaining optimum sensitivity in detection of low abundant proteins is one of major obstacles in proteomics studies. One solution to this problem is to use the natural fractions present in the cells and indeed nowadays analysis of organelle proteomics constitutes a major avenue in this field. In this context chloroplast is one the most important plant organelles that has been receiving attention for many reasons .In addition to supporting photosynthesis, chloroplasts also synthesize hormones, fatty acids and lipids, amino acids, vitamins (B1, K1, and E), nucleotides, secondary metabolites such as alkaloids and isoprenoids, and are required for nitrogen and sulfur assimilation. Pomegranate ( Punica granatum ) that has been under study in this project is a plant rich of valuable secondary metabolites with significant medical effects such as anticancer, antioxidant and antimicrobial activities. With remark to the potential value of pomegranate in producing these compounds; in the present study pomegranate chloroplast was isolated by mechanical homogenization followed by Percoll gradient. In addition, tobacco chloroplast was also similarly purified to serve as a model system for isolation and examination of the chloroplasts. Both isolated chloroplasts were shown to be free of other organelles by Western analysis utilizing antibodies specific to mitochondrion, cytosol and plasma membrane. Comparison of chloroplast isolation in pomegranate and tobacco indicated the presence of interfering phenolic compounds in pomegranate extract that were subsequently dealt with by addition of 5% PVP to the chloroplast isolation buffer. It was also found that pomegranate leaves might yield half the chloroplast amount compared to that from the tobacco leaves. Furthermore preliminary analysis indicated that the protein profile of pomegranate and tobacco were rather different as judged by SDS-PAGE. Following pomegranate chloroplast isolation and protein extraction, chloroplast proteome was resolved using 2D PAGE, from which 4 protein spots were isolated and analyzed by de novo sequencing. These proteins were identified as a ~53-kDa ATP synthase beta subunit, a probable ~70-kDa malate dehydrogenase and a probable ~55-kDa Beta-amylase. Fourth protein spot could not be identified. Literature review shows that this report constitutes the first isolation and proteomics analysis of pomegranate chloroplast.
یکی از چالش هایی که امروزه بر سر راه مطالعات پروتئومیکس وجود دارد رسیدن به راهی است که در پی تجزیه و تحلیل با ژل دوبعدی بتوان پروتئین هایی که فراوانی کمی دارند را با حساسیت مناسب مطالعه نمود. از بهترین راه ها برای غلبه بر این مشکل بهره گیری از فراکسیناسیون های طبیعی موجود در سلولها می باشد که جهت گیری مطالعات پروتئومیکس خصوصاً در دهه ی اخیر نیز به این سمت بوده است و لذا امروزه مطالعه پروتئوم اندامک های سلولی از زمینه های عمده تحقیقات این علم به شمار می رود. در این راستا کلروپلاست یکی از مهمترین اندامک های گیاهی بشمار می رود که به دلایل متعدد مد نظر محققین بوده است. کلروپلاست علاوه بر انجام فتوسنتز محل سنتز هورمون ها، اسیدهای چرب و لیپیدها، اسیدهای آمینه، ویتامین ها (B1، K1 و E)، نوکلئوتیدها، متابولیت های ثانویه از قبیل آلکالوئیدها و ایزوپرونوئیدها بوده و در آسیمیلاسیون نیتروژن و سولفور نیز ایفای نقش می نماید. گیاه انار ( Punica granatum ) که در اینجا مد نظر قرار گرفته نباتی غنی از متابولیت های ثانویه با ارزش است و دارای اثرات دارویی فراوانی است که از آن جمله می توان به اثرات ضد سرطانی ، آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی آن اشاره کرد. با توجه به ارزش بلقوه انار در تولید این ترکیبات، در تحقیق حاضر کلروپلاست گیاه انار با استفاده از روش مکانیکی و با کاربرد شیب چگالی پرکول جداسازی گردید. اضافه بر این، همزمان کلروپلاست توتون نیز به عنوان یک گیاه مدل به منظور بهینه سازی جداسازی کلروپلاست انار و مقایسه با آن، به روش مشابه جدا سازی شد. بررسی هر دو نمونه ی جداشده با آنتی بادیهای اختصاصی میتوکندری، سیتوزول و غشاء پلاسمائی نشان دهنده عدم آلودگی کلروپلاست ها به سایر بخش های سلولی بود. مقایسه جداسازی کلروپلاست انار و توتون نشان دهنده وجود ترکیبات فنولی مزاحم در عصاره انار بود که با اضافه کردن 5 درصد PVP به محلول جداسازی کلروپلاست این مشکل نیز مرتفع گردید. همچنین مشخص گردید که برگ انار به نسبت برگ توتون دارای بازدهی کمتری بوده و می بایست به مقدار دو برابر (وزنی) مورد استفاده قرار بگیرد تا در حجم مساوی محلول جداسازی، بازده یکسانی از کلروپلاست بدست دهد. مقایسه الگوی باندی حاصل از آنالیز SDS-PAGE پروتئوم کلروپلاست انار وتوتون نیز نشانگر تفاوت های زیادی بین این دو گیاه بود. درپی جداسازی کلروپلاست انار، پروتئوم آن استخراج شده و توسط ژل دوبعدی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. سپس 4 پروتئین از ژل حاصله جداسازی شده و با تکنیک طیف سنجی جرمی بررسی شد که به شناسائی موفق یک پروتئین 53 کیلودالتونی به عنوان ATP synthase beta chain و شناسائی احتمالی دو پروتئین 70 و 55 کیلودالتونی به ترتیب به عناوین malate dehydrogenase و Beta-amylase منجر گردید. شناسائی پروتئین چهارم ممکن نشد. بررسی منابع نشان می دهد که این گزارش اولین مورد جداسازی و بررسی پروتئوم کلروپلاست انار است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی