Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Recep Vatansever
Özet:
BAZI MONOKOTİL VE DİKOTİL BİTKİLERDE MİKROBESİN ELEMENTİ TAŞIYICI PROTEİNLERİN BİYOİNFORMATİK ARAÇLARLA KARŞILAŞTIRMALI ANALİZLERİ Mikrobesin elementleri bitkilerde birincil ve ikincil metabolizmada çok önemli roller oynamaktadır. Bununla birlikte, bu besin elementlerinin eksikliği ya da fazla miktarları çeşitli semptomlara yol açarak bitkilerin hayat döngüsünü olumsuz bir şekilde etkilemektedir. Bu yüzden bitkiler mikro besin elementlerinin taşınmasında hassas bir mekanizmaya ihtiyaç duyarlar. Bu çalışmamız, seçilmiş 18 bitki türünde çeşitli biyoinformatik araçları ve yaklaşımları kullanarak bitki köklerinden demir (Fe), çinko (Zn), bor (B), bakır (Cu), molibden (Mo), silicon (Si) ve manganez (Mn) gibi mikrobesin elementlerinin alınımından sorumlu taşıyıcı proteinlerin belirlenlenmesini ve karakterize edilmesini amaçlamaktadır. Çalışmamızda kullanılan bitki türleri şunlardır; Arabidopsis thaliana, Brachypodium distachyon, Brassica rapa, Chlamydomonas reinhardtii (yeşil alg), Cucumis sativus, Eucalyptus grandis, Glycine max, Gossypium raimondii, Medicago truncatula, Oryza sativa, Phaseolus vulgaris, Physcomitrella patens (yosun), Populus trichocarpa, Prunus persica, Solanum lycopersicum, Sorghum bicolor, Vitis vinifera ve Zea mays. Bu çerçevede, mikrobesin elementlerinin taşınmasından sorumlu potansiyel genler ve proteinler homoloji benzerliği kullanılarak bu türlerin proteom veri setlerinden belirlendi; fiziko-kimyasal özellikleri, korunmuş motif dizileri ve ekzon/intron organizasyonları analiz edildi; hücre-altı lokalizasyonları ve transmembrane domain (TMD) topolojileri belirlendi; taşıyıcı proteinlerin sekansları kullanılarak, karşılaştırmalı filogenetik ağaçları ve protein-protein ilişkileri kuruldu; ayrıca taşıyıcı proteinlerin 3D yapıları modellendi. Farklı bitki türlerinde mikrobesin elementlerinin alınımından sorumlu gen ve proteinlerin belirlenip karakterize edilmesi gelecekteki çalışmalar için çok değerli bir bilgi kaynağı olacaktır, aynı zamanda bu çalışma bitkilerde ürün kalitesinin ve miktarının iyileştirilmesi açısından mikrobesin elementi taşıyıcılarının manipülasyonu çalışmaları için de bir fikir oluşturacaktır. ABSTRACT COMPARATIVE ANALYSIS OF MICRONUTRIENT TRANSPORTER PROTEINS IN SOME MONOCOT AND DICOT PLANT SPECIES BY USING BIOINFORMATICS TOOLS Micronutrients play very crucial roles in primary and secondary metabolisms in plants. However, deficiency or toxicity of these micronutrients could adversely affect the plant life cycle by causing a variety of symptoms. Therefore, plants need an elaborate mechanism of micronutrient transport system. This study aimed to identify and characterize the main root uptake transporters of iron (Fe), zinc (Zn), boron (B), copper (Cu), molybdenum (Mo), silicon (Si) and manganese (Mn) in 18 selected plant species by using various bioinformatics tools and approaches. These species included Arabidopsis thaliana, Brachypodium distachyon, Brassica rapa, Chlamydomonas reinhardtii (green alga), Cucumis sativus, Eucalyptus grandis, Glycine max, Gossypium raimondii, Medicago truncatula, Oryza sativa, Phaseolus vulgaris, Physcomitrella patens (moss), Populus trichocarpa, Prunus persica, Solanum lycopersicum, Sorghum bicolor, Vitis vinifera and Zea mays. In this context, potential micronutrient transporter genes and proteins in 18 plants were identified from the proteome datasets of these species using homology search; physicochemical properties of these transporters were determined; conserved motif sequences and exon/intron organization were analyzed; sub-cellular localization and transmembrane domain (TMD) topologies were predicted; using protein sequences, comparative phylogenetic trees and interactome map were constructed, and 3D models of these transporters were generated. Identification and characterization of micronutrient transporter genes and proteins in various plant species will become valuable theoretical knowledge for future studies, and will provide an insight for studies of manipulation of micronutrient transporters in terms of improving crop quality and quantity.