Examinando por Autor "Vicino, Paula"

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    ÍtemEmbargo
    Efecto de la expresión de una flavodoxina cianobacteriana en mitocondrias de plantas
    (2023) Pagani, Constanza Elizabet; Lodeyro, Anabella F.; Vicino, Paula
    Tanto el estrés biótico como el abiótico generan un desbalance entre la producción y la neutralización de las especies reactivas del oxígeno (EROs), generando estrés oxidativo en la célula. En cianobacterias y algas, las respuestas frente al estrés oxidativo generalmente consisten en reemplazar los blancos sensibles al estrés por alternativas isofuncionales que no se vean afectados ante el estrés. Un ejemplo es la flavodoxina (Fld), que reemplaza la ferredoxina (Fd). La Fd es una proteína con centros Fe-S que participa en la cadena transportadora de electrones fotosintética (CTEF) y su expresión disminuye en condiciones de estrés oxidativo. La Fld es isofuncional a la Fd, pero en lugar del centro Fe-S tiene un grupo prostético flavina mono nucleótido (FMN). Acepta electrones del fotosistema I (FSI) y permite que el flujo de electrones se mantenga, además de competir con el O2 en reacciones de reducción y así disminuir la producción de EROs. A pesar de que las algas y cianobacterias son ancestros de las plantas, no se encuentra codificada la Fld en el genoma de estas últimas. Al generar plantas transgénicas que expresaban Fld en cloroplastos, se observó un aumento de la resistencia al estrés biótico, abiótico y xenobiótico, lo que demostró la capacidad de la proteína en complementar la deficiencia de Fd, disminuir la producción de EROs en cloroplastos y reestablecer el flujo de electrones fotosintético. La contribución del metabolismo redox de las mitocondrias vegetales en condiciones de estrés no es muy conocida. Existe una diversificada red metabólica asociada a la actividad de los citocromos P450 (CYP), enzimas oxidorreductasas con centros Fe-S que participan en procesos de síntesis de diversos componentes celulares y están involucrados en la protección frente a condiciones adversas, con actividad antioxidante, así como también en procesos de señalización. El dador de electrones para la reducción de los CYP es una Fd específica de mitocondrias denominada adrenodoxina (ADX). Aunque su estructura es diferente a la de las Fd de cloroplastos, es isofuncional y puede ser sustituida in vitro por la Fld. Por lo tanto, se propone que la complementación con dicha proteína en mitocondrias podría tener un impacto favorable en la tolerancia al estrés. Esta hipótesis es puesta a prueba en este trabajo de Tesina utilizando líneas de Arabidopsis y tabaco que expresan Fld en mitocondrias.
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    Expression of Flavodiiron Proteins Flv2-Flv4 in Chloroplasts of Arabidopsis and Tobacco Plants Provides Multiple Stress Tolerance
    (MDPI, 2021-01-25) Vicino, Paula; Carrillo, Julieta; Gómez, Rodrigo Lionel; Shahinnia, Fahimeh; Tula, Suresh; Melzer, Michael; Rutten, Twan; Carrillo, Néstor; Hajirezaei, Mohammad-Reza; Lodeyro, Anabella F.; https://orcid.org/0000-0002-8789-0899; https://orcid.org/0000-0001-8236-7647; https://orcid.org/0000-0002-5213-4030
    With the notable exception of angiosperms, all phototrophs contain different sets of flavodiiron proteins that help to relieve the excess of excitation energy on the photosynthetic electron transport chain during adverse environmental conditions, presumably by reducing oxygen directly to water. Among them, the Flv2-Flv4 dimer is only found in β-cyanobacteria and induced by high light, supporting a role in stress protection. The possibility of a similar protective function in plants was assayed by expressing Synechocystis Flv2-Flv4 in chloroplasts of tobacco and Arabidopsis. Flv-expressing plants exhibited increased tolerance toward high irradiation, salinity, oxidants, and drought. Stress tolerance was reflected by better growth, preservation of photosynthetic activity, and membrane integrity. Metabolic profiling under drought showed enhanced accumulation of soluble sugars and amino acids in transgenic Arabidopsis and a remarkable shift of sucrose into starch, in line with metabolic responses of drought-tolerant genotypes. Our results indicate that the Flv2-Flv4 complex retains its stress protection activities when expressed in chloroplasts of angiosperm species by acting as an additional electron sink. The flv2-flv4 genes constitute a novel biotechnological tool to generate plants with increased tolerance to agronomically relevant stress conditions that represent a significant productivity constraint.