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Title: Processing and accumulation of low molecular Weight glutenin subunits in wheat endosperm
Other Titles: Studio del processo di maturazione e di accumulo delle LMW-GS nell'endosperma di frumento
Authors: Egidi, Eleonora
Keywords: Wheat;Gluten;Proteomic;Trafficking;Accumulation;Frumento;Glutine;Proteomica;Trasporto;Accumulo;AGR/07
Issue Date: 20-Apr-2012
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 24. ciclo
Abstract: 
Among the various classes of LMW-GS, the most abundant are LMW-m and LMW-s, so called according to
the first amino acid of mature sequence (Met and Ser respectively). We have hypothesized that the presence
of the Asn residue in position 23 of LMW-s types determines a different maturation process, that might
generate the cleavage of the peptide MEN by an Asparaginyl endoprotease. For this reason, the coding genes
for these two protein types were mutated in position 23 in order to have Thr instead of Asn and viceversa.
The mutated gene versions have been used to transform plants of durum wheat. The wild-type LMW-m type
was used as control.
Our hypotheses was confirmed in both cases. In regard to the mutated LMW-m type, MS analysis and Nterminal
sequencing demonstrated that the mature peptide began with SCISGLERP-, like LMW-s type.
Similarly, for the mutated LMW-s type, the N-terminal mature polypeptide was METSHIP, as for LMW-m
type.
Moreover, we set up a strategy that allows to study trafficking of LMW-GS and of other wheat storage
proteins.No clear conclusion at this regard has in fact been reached yet. To work out this problem, constructs
containing markers for cellular compartments (Vacuole, Golgi and ER) were used to transform wheat plants
in order to monitor their intra-cellular trafficking, to backcross with other transgenic plants transformed with
LMW-GS containing different tags, in order to eventually establish the precise route of deposition.

Tra le varie classi di LMW-GS, le più abbondanti sono le LMW-m e LMW-s, così chiamate in base al primo
aminoacido della sequenza matura (Met e Ser, rispettivamente). E’ stato ipotizzato quindi che la presenza del
residuo Asn in posizione 23 nelle LMW-s possa determinare una diversa maturazione, che potrebbe generare
il taglio del peptide MEN da parte di un’asparaginil-endoproteasi. Per questo motivo, i geni codificanti per
queste due proteine sono stati mutati in posizione 23 in modo da avere una Thr invece di un’Asn e viceversa.
Le versioni del gene mutato sono state utilizzate per trasformare piante di frumento duro. La LMW-m wildtype(
è stata utilizzata come controllo.
La nostra ipotesi è stata confermata in entrambi i casi. Infatti, analisi MS e sequenziamento N-terminale
hanno mostrato che la LMW-m mutata comincia con SCISGLERP-, così come la LMW-s type con
METSHIP, come atteso.
Inoltre, è stata messa a punto una strategia allo scopo di determinare il processo di smistamento delle LMWGS
e delle altre proteine di riserva, sul quale non esistono ancora dati certi. Allo scopo, abbiamo prodotto dei
costrutti contenenti marcatori per i compartimenti cellulari (Vacuolo, Golgi e ER), che sono poi stati usati
per trasformare piante di frumento, in modo da poter monitorare il processo di smistamento. In seguito, tali
piante verranno incrociate con altre piante transgeniche trasformate con LMW-GS contenenti diversi tags,
allo scopo si definire la precisa via di deposizione.
Description: 
Dottorato di ricerca in Biotecnologie vegetali
URI: http://hdl.handle.net/2067/2464
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