Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri

Dinc, Melike; Guray, Melda; hasancebi, semra; Demirci, Yahya Emin; Gunel, Aslihan; YALÇIN, TALAT; Emir, Mahmut

doi:10.35193/bseufbd.667838

Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri

Aslihan GÜNEL, (Ahievran Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Kırşehir, Türkiye)

Semra HASANÇEBİ, (Trakya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Genetik ve Biyomühendislik Bölümü, Edirne, Türkiye)

Talat YALÇIN, (İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Kimya Bölümü, Urla-İzmir, Türkiye)

Mahmut EMİR, (Ahievran Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Kırşehir, Türkiye)

Yahya Emin DEMİRCİ, (Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, İstanbul, Türkiye)

Melike DİNÇ, (İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Kimya Bölümü, Urla-İzmir, Türkiye)

Melda Zeynep GÜRAY (İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Kimya Bölümü, Urla-İzmir, Türkiye)

Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi

19 3

Yıl: 2020 Cilt: 7 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 497 - 528 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.35193/bseufbd.667838 İndeks Tarihi: 10-06-2021

Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri

Öz:

Proteomik yaklaşımları 2000 li yılların başlarına kadar mikroorganizmalar ve hayvansal kaynaklı örneklerdeağırlıklı olarak kullanıldı. Bu dönemde bitki proteomik çalışmaları yok denecek kadar azdır. Bitkisel dokulardakisert hücre çeperleri, karmaşık ve çok çeşitli sekonder metabolitlerin varlığı, fazla miktardaki pigmentler,proteazlar, polifenoller, polisakkaritler, nişasta ve lipitler total protein örneklerinin hazırlanması ve proteinlerinayrımı sırasında pek çok soruna neden olmuştur. Ancak her bir sorunun üstesinden gelmek üzere sürdürülençabalar sayesinde bitki dünyasında da proteomik yaklaşım kullanımı yaygınlaşmıştır. Bu derlemede, örnekhazırlığından protein tanımlamaya kadar tüm basamaklar yöntemsel gelişmeleri de kapsayacak şekilde ayrıntılıolarak ele alınmış ve konuyla ilgili araştırıcıların maksimum yararlanabileceği bir kaynak oluşturulmayaçalışılmıştır.

Anahtar Kelime:

Approachs and Application Methods in Plant Proteomics Research

Öz:

Proteomics approach was used mainly in the samples for microorganisms and animal tissues until early 2000s, the period during which the plant proteomics studies were scarcely available. Tough nature of cell membranes, existence of complex and diverse range of secondary metabolites, high abundance of pigments, proteases, polyphenols, polysaccharides and lipids caused a number of problems for preparation and resolution of the protein samples. However, proteomics approach in plant area had become widespread with the help of continuous efforts in order to overcome these difficulties. This review is prepared comprehensively from the preparation of the samples to the identification of the proteins and it aims to serve as a detailed source for the researchers interested in plant proteomics, especially for young investigators.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Derleme Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Wilkins, M.R., Pasquali, C., Appel, R.D., Ou, K., et al., (1996). From proteins to proteomes: Large scale protein identification by two-dimensional electrophoresis and amino acid analysis. Bio/Technology , 14, 61‐ 65.
[2] Konishi, T., (2001). Genetic diversity in Hordeum agriocrithon E. Åberg, six-rowed barley with brittle rachis, from Tibet. Genet. Resour. Crop Evol. 110, 145-150.
[3] Imin, N., Kerim, T., Weinman, J.J., Rolfe, B.G., (2001). Characterisation of rice anther proteins expressed at the young microspore stage. Proteomics, 1, 1149–1161.
[4] Mandelc, S., Javornik, B., Majeran, W., Cai, Y., et al., (2004). A proteomics approach towards understanding blast fungus infection of rice grown under different levels of nitrogen fertilization. Proteomics, 14, 311 LP – 325.
[5] Schubert, M., Petersson, U.A., Haas, B.J., Funk, C., et al., (2002). Proteome map of the chloroplast lumen of Arabidopsis thaliana. J. Biol. Chem, 277, 8354‐8365.
[6] Shen, S., Matsubae, M., Takao, T., Tanaka, N., Komatsu, S. (2002). A proteomic analysis of leaf sheaths from rice. Journal of biochemistry, 132(4), 613–620.
[7] Bindschedler, L. V., Burgis, T.A., Mills, D.J.S., Ho, J.T.C., et al., (2009). In planta proteomics and proteogenomics of the biotrophic Barley fungal pathogen Blumeria graminis f. sp. hordei. Mol. Cell. Proteomics, 8, 2368–2381.
[8] Rampitsch, C., Günel, A., Beimcik, E., Mauthe, W. (2015). Proteome of monoclonal antibody-purified haustoria from Puccinia triticina Race-1. Proteomics, 15, 1307–1315.
[9] Rampitsch, C., Bykova, N. V., McCallum, B., Beimcik, E., Ens, W. (2006). Analysis of the wheat and Puccinia triticina (leaf rust) proteomes during a susceptible host-pathogen interaction. Proteomics, 6, 1897– 1907.
[10] Kim, S. T., Kim, S. G., Hwang, D. H., Kang, S. Y., Kim, H. J., Lee, B. H., Lee, J. J., Kang, K. Y. (2004). Proteomic analysis of pathogen-responsive proteins from rice leaves induced by rice blast fungus, Magnaporthe grisea. Proteomics, 4, 3569–3578.
[11] Gunel, A., Asbahi, A., Ozgazi, N., Akkaya, M.S., (2012). Identification of differentially expressed proteins in wheat after benzothiadiazole treatment. J. Plant Dis. Prot. 119.
[12] Jung, Y. H., Jeong, S. H., Kim, S. H., Singh, R., Lee, J. E., Cho, Y. S., Agrawal, G. K., Rakwal, R., Jwa, N. S. (2012). Secretome analysis of Magnaporthe oryzae using in vitro systems. Proteomics, 12, 878–900.
[13] Rampitsch, C., Day, J., Subramaniam, R., Walkowiak, S. (2013). Comparative secretome analysis of Fusarium graminearum and two of its non-pathogenic mutants upon deoxynivalenol induction in vitro. Proteomics, 13, 1913–1921.
[14] Hochholdinger, F., Guo, L., Schnable, P. S. (2004). Cytoplasmic regulation of the accumulation of nuclearencoded proteins in the mitochondrial proteome of maize. The Plant journal : for cell and molecular biology, 37, 199–208.
[15] Lonosky, P. M., Zhang, X., Honavar, V. G., Dobbs, D. L., Fu, A., Rodermel, S. R. (2004). A proteomic analysis of maize chloroplast biogenesis. Plant physiology, 134, 560–574.
[16] Majeran, W., Cai, Y., Sun, Q., van Wijk, K. J. (2005). Functional differentiation of bundle sheath and mesophyll maize chloroplasts determined by comparative proteomics. The Plant cell, 17, 3111–3140.
[17] Zhu, J., Alvarez, S., Marsh, E. L., Lenoble, M. E., Cho, I. J., Sivaguru, M., Chen, S., Nguyen, H. T., Wu, Y., Schachtman, D. P., Sharp, R. E. (2007). Cell wall proteome in the maize primary root elongation zone. II. Region-specific changes in water soluble and lightly ionically bound proteins under water deficit. Plant physiology, 145, 1533–1548.
[18] Dunkley, T. P., Hester, S., Shadforth, I. P., Runions, J., Weimar, T., Hanton, S. L., Griffin, J. L., Bessant, C., Brandizzi, F., Hawes, C., Watson, R. B., Dupree, P., Lilley, K. S. (2006). Mapping the Arabidopsis organelle proteome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 103, 6518– 6523.
[19] Maltman, D. J., Gadd, S. M., Simon, W. J., Slabas, A. R. (2007). Differential proteomic analysis of the endoplasmic reticulum from developing and germinating seeds of castor (Ricinus communis) identifies seed protein precursors as significant components of the endoplasmic reticulum. Proteomics, 7, 1513–1528.
[20] Fernando, U., Chatur, S., Joshi, M., Thomas Bonner, C., Fan, T., Hubbard, K., Chabot, D., Rowland, O., Wang, L., Subramaniam, R., Rampitsch, C. (2019). Redox signalling from NADPH oxidase targets metabolic enzymes and developmental proteins in Fusarium graminearum. Molecular plant pathology, 20, 92–106.
[21] Rampitsch, C., Huang, M., Djuric-Cignaovic, S., Wang, X., Fernando, U. (2019). Temporal Quantitative Changes in the Resistant and Susceptible Wheat Leaf Apoplastic Proteome During Infection by Wheat Leaf Rust (Puccinia triticina). Frontiers in plant science, 10, 1291.
[22] Fang, X., Chen, J., Dai, L., Ma, H., Zhang, H., Yang, J., Wang, F., Yan, C. (2015). Proteomic dissection of plant responses to various pathogens. Proteomics, 15, 1525–1543.
[23] Unlü, M., Morgan, M. E., Minden, J. S. (1997). Difference gel electrophoresis: a single gel method for detecting changes in protein extracts. Electrophoresis, 18, 2071–2077.
[24] Wittig, I., Braun, H. P., Schägger, H. (2006). Blue native PAGE. Nature protocols, 1, 418–428.
[25] Karger, B. L., Guttman, A. (2009). DNA sequencing by CE. Electrophoresis, 30 Suppl 1(Suppl 1), S196– S202.
[26] Görg, A., Obermaier, C., Boguth, G., Harder, A., Scheibe, B., Wildgruber, R., & Weiss, W. (2000). The current state of two-dimensional electrophoresis with immobilized pH gradients. Electrophoresis, 21, 1037– 1053.
[27] Wang, W., Scali, M., Vignani, R., Spadafora, A., Sensi, E., Mazzuca, S., Cresti, M. (2003). Protein extraction for two-dimensional electrophoresis from olive leaf, a plant tissue containing high levels of interfering compounds. Electrophoresis, 24, 2369–2375.
[28] Neuhoff, V., Arold, N., Taube, D., Ehrhardt, W. (1988). Improved staining of proteins in polyacrylamide gels including isoelectric focusing gels with clear background at nanogram sensitivity using Coomassie Brilliant Blue G-250 and R-250. Electrophoresis, 9, 255–262.
[29] Zörb, C., Betsche, T., Langenkämper, G. (2009). Search for diagnostic proteins to prove authenticity of organic wheat grains (Triticum aestivum L.). Journal of agricultural and food chemistry, 57, 2932–2937.
[30] Finnie, C. 2006. Plant proteomics. Annual Plant Reviews. 28: ISBN:1-405 1-4429-7. Blackwell Yayınevi.
[31] Demirci, YE., Inan, C., Günel, A., Maytalman, D., Mert, Z., Baykal, AT.,Vural-Korkut,
[32] S., Arda, N. & Hasançebi S. (2016). Proteome profiling of the compatible interaction between wheat and stripe rust. European Journal of Plant Pathology, 1-22.

APA	Gunel A, hasancebi s, YALÇIN T, Emir M, Demirci Y, Dinc M, Guray M (2020). Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri. , 497 - 528. 10.35193/bseufbd.667838
Chicago	Gunel Aslihan,hasancebi semra,YALÇIN TALAT,Emir Mahmut,Demirci Yahya Emin,Dinc Melike,Guray Melda Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri. (2020): 497 - 528. 10.35193/bseufbd.667838
MLA	Gunel Aslihan,hasancebi semra,YALÇIN TALAT,Emir Mahmut,Demirci Yahya Emin,Dinc Melike,Guray Melda Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri. , 2020, ss.497 - 528. 10.35193/bseufbd.667838
AMA	Gunel A,hasancebi s,YALÇIN T,Emir M,Demirci Y,Dinc M,Guray M Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri. . 2020; 497 - 528. 10.35193/bseufbd.667838
Vancouver	Gunel A,hasancebi s,YALÇIN T,Emir M,Demirci Y,Dinc M,Guray M Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri. . 2020; 497 - 528. 10.35193/bseufbd.667838
IEEE	Gunel A,hasancebi s,YALÇIN T,Emir M,Demirci Y,Dinc M,Guray M "Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri." , ss.497 - 528, 2020. 10.35193/bseufbd.667838
ISNAD	Gunel, Aslihan vd. "Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri". (2020), 497-528. https://doi.org/10.35193/bseufbd.667838

APA	Gunel A, hasancebi s, YALÇIN T, Emir M, Demirci Y, Dinc M, Guray M (2020). Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 7(1), 497 - 528. 10.35193/bseufbd.667838
Chicago	Gunel Aslihan,hasancebi semra,YALÇIN TALAT,Emir Mahmut,Demirci Yahya Emin,Dinc Melike,Guray Melda Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 7, no.1 (2020): 497 - 528. 10.35193/bseufbd.667838
MLA	Gunel Aslihan,hasancebi semra,YALÇIN TALAT,Emir Mahmut,Demirci Yahya Emin,Dinc Melike,Guray Melda Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol.7, no.1, 2020, ss.497 - 528. 10.35193/bseufbd.667838
AMA	Gunel A,hasancebi s,YALÇIN T,Emir M,Demirci Y,Dinc M,Guray M Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2020; 7(1): 497 - 528. 10.35193/bseufbd.667838
Vancouver	Gunel A,hasancebi s,YALÇIN T,Emir M,Demirci Y,Dinc M,Guray M Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2020; 7(1): 497 - 528. 10.35193/bseufbd.667838
IEEE	Gunel A,hasancebi s,YALÇIN T,Emir M,Demirci Y,Dinc M,Guray M "Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri." Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 7, ss.497 - 528, 2020. 10.35193/bseufbd.667838
ISNAD	Gunel, Aslihan vd. "Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri". Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 7/1 (2020), 497-528. https://doi.org/10.35193/bseufbd.667838