Cloning, expression, and in silico analyses of selected xth enzymes from different plant species

Bitki hücre duvarı, bitkinin yaşam döngüsü boyunca hücre duvarı polisakkaritlerini modifiye edebilen enzimler tarafından gerçekleştirilen değişikliklere ve adaptasyonlara uğramaktadır. Ksiloglukan adındaki önemli ve bol miktarda bulunan selülozik olmayan β-bağlı bir polisakkarit, bitki hücre duvarında yük taşıyan yapılar oluşturmak için selüloz mikrofibrillerini bağlar. Bitki hücre duvarındaki modifikasyonlar, önemli bir modifiye edici enzim olan ksiloglukan endotransglikosilaz/hidrolazlar (XTH'ler) tarafından gerçekleştirilir, ve XTH genleri amino asit sekanslarındaki benzerliklere göre (Grup I, II, III-A, III-B, IV ve EG16) altı gruba ayrılmıştır. Karbonhidrat matrisini değiştiren bu enzimlerin rollerini anlamak, verimi artırmak ve bitkiyi dış etkenlerden korumak için hücre duvarı özelliklerini modifiye etmek için gereklidir.XTH'nin farklı bitki türlerdineki çalışma mekanizmalarını aydınlatmak ve bitkiler ile polisakkarit substratları arasındaki ilişkileri aydınlatmak için, yeterince aydınlatılmamış bir alt grup olan Grup III-B'ye ait AtXTH30 genini ve enzimatik karakterizasyonu henüz yapılmamış EtXTH1 genini seçtik. Bu tezin amacı, A. thaliana ve Equisetum XTH enzimlerini moleküler, transkriptomik ve protein seviyelerinde araştırmak ve bu enzimlerin nasıl çalıştığını ve hangi işlevleri yerine getirdiğini daha iyi anlamaktır. EtXTH1 ve AtXTH30 enzimleri, bu çalışma süresince heterolog ekspresyon ile üretilemedi. Ancak Arabidopsis thaliana ve Equisetum ailesi üyelerinden E. telmateia, E. hymale ve E. diffusum'un XTH genleri transkriptom analizleri ile tanımlanmıştır. Filogenetik ve transkriptom analizleri, XTH genlerinin katalitik motiflerinin korunduğunu ve belirli durumlarda, amino asit ikameleri ile türden türe değişiklik göstererek spesifik XTH genlerinin enzimatik aktivitesini etkilediğini ortaya çıkardı. Yüksek oranda korunmuş protein motifleri belirlendi ve AtXTH30 protein yapısı modellendi. Ayrıca, oluşturulan filogenetik ağaç, geniş ölçüde transferaz/hidrolaz aktivitesine sahip olabilen XTH enzimleri arasındaki ilişki hakkında bilgi sağlayabilmektedir.