Simbiyotik azot fiksasyonunda DNF2'nin yapısı, lokalizasyonu ve etkileşim ortaklarının çözülmesi

Azot döngüsü, simbiyotik azot fiksasyonuna dayanır. Bitkiler azotu doğrudan kullanamasalar da, metabolizmaları tarafından kullanılabilecek formda topraktaki azota ihtiyaç duyarlar. Baklagiller, rizobiyalarla simbiyotik bir ilişki kurarak bu sınırlamanın üstesinden gelirler. Medicago truncatula ve Sinorhizobium meliloti arasındaki iletişim, kök tüylerinin kıvrılmasını ve nodül adı verilen özel bir organın oluşumunu tetikler. Bu organda bakteriler amonyak üretir ve bunu konak bitkiyle karbon ve indirgeyici güç karşılığında takas eder. Baklagillerdeki azot fiksasyonu yapan bakteriler, atmosferdeki azotu kullanılabilir azot formlarına dönüştürerek yüksek verimli tarıma olanak tanır. Simbiyotik azot fiksasyonunun moleküler mekanizması, Medicago truncatula'daki DNF2 proteininin etkileşimli proteinlerinin tanımlanmasıyla incelenmektedir. Fosfatidilinositol'e özgü bir fosfolipaz C enzimi olan DNF2 proteini, bitkinin bağışıklık sistemini baskılayarak hücre içi bakterilerin bitki içinde hayatta kalmasını sağlar. Ancak, DNF2 ile ilişkili proteinler ve yapısı hakkında sınırlı bilgi mevcuttur. Projenin amacı, Medicago truncatula'da DNF2'nin etkileşen proteinlerini tanımlamak, lokalizasyonlarını göstermek ve Tütün protein ekspresyon sistemini kullanarak saflaştırarak DNF2'nin 3 boyutlu yapısını aydınlatmaktır. Yapısal analiz için Nicotiana benthamiana geçici ekspresyon sistemi optimize edilmiş, DNF2'yi saflaştırmak için nikel-NTA afinite kromatografisi uygulanmış ve DNF2 proteininin 3 boyutlu yapısını aydınlatmak için X- ışını kırınımı yöntemi kullanılmıştır. DNF2'nin hücre içi lokalizasyonunu gözlemlemek için konfokal lazer taramalı mikroskopi kullanılmış ve DNF2 proteininin apoplastta lokalize olduğu bulunmuştur. Son olarak, proteinin etkileşim partnerlerini tanımlamak için kütle spektrometrisi yaklaşımı kullanılmış ve bazı protein adayları tanımlanmıştır. DNF2'nin işlevini ve yapısını aydınlatmak, gelecekte sentetik azotlu gübrelerin ortadan kaldırılması ve sürdürülebilirlik yolunda önemli bir adımdır.