Expression and thermotolerance of calreticulin during pollen development in tobacco

0024804 - ÚEB 2006 RIV DE eng J - Journal Article
Hrubá, Petra - Honys, David - Tupý, Jaroslav
Expression and thermotolerance of calreticulin during pollen development in tobacco.
[Exprese a tepelná odolnost calreticulinu během vývoje pylu tabáku.]
Sexual Plant Reproduction. Roč. 18, č. 3 (2005), s. 143-148. ISSN 0934-0882
R&D Projects: GA ČR GP522/02/D075; GA MŠMT LZ1K03018; GA AV ČR KJB6038409
Institutional research plan: CEZ:AV0Z50380511
Keywords : tobacco * pollen development * thermotolerance
Subject RIV: EB - Genetics ; Molecular Biology
Impact factor: 1.278, year: 2005

Glycoproteins 50, 55, 59 and 64 kDa with affinity to the lectin ConA occurring abundantly in mature tobacco pollen were shown to exhibit high tolerance against heating at 90 °C for 30 min. The 59 kDa glycoprotein (GP59) was isolated by affinity chromatography on ConA-agarose followed by 2D-electrophoresis and identified by MS analysis as tobacco calreticulin with approximate pI 4.2. Identification of the protein was confirmed by immunoblotting with human anti-calreticulin and by labeling with a specific dye for Ca2+ binding proteins (Stains All). Two acidic isoforms of 50 kDa glycoprotein, in addition to GP59, displayed homology to calreticulin. RT-PCR revealed presence of transcripts for calreticulin 59 kDa at all stages of pollen development from microspore mitosis throughout the first 24 h after in vitro pollen germination. Immunodetection with anti-calreticulin and affinity to ConA on Western blots of total soluble proteins separated by 1D-SDS-PAGE, the protein first occurred at the mid-bicellular pollen stage, accumulated during pollen maturation and disappeared during the first 24 h after pollen germination. The thermotolerant protein GP59 was detected only in the terminal phase of pollen maturation and during the first 8 h of pollen germination. Results indicated that calreticulin 59 kDa is transcribed, translated and undergoes posttranslational modification at a number of different stages of pollen development and that thermotolerance of the protein in mature pollen may be associated with high glycosylation. Thermotolerance of these glycoproteins could play a role in pollen protection against stress factors during dehydration and dispersal.

Ukázalo se, že glykoproteiny 50, 55, 59 a 64 kDa s afinitou k lektinu ConA, které se vyskytují ve velkém množství ve zralém pylu tabáku, jsou vysoce odolné k působení teploty 90°C po dobu 30 min. Glykoprotein o molekulové hmotnosti 59 kDa (GP59) byl izolován afinitní chromatografií na ConA-agaróze, dvourozměrnou elektroforézou a identifikován pomocí MS analýzy jako calreticulin tabáku s pI asi 4,2. Identifikace bílkoviny byla potvrzena imunoblotem s protilátkou proti lidskému calreticulinu a barvením gelu barvičkou, specifickou pro Ca2+ vazebné bílkoviny (Stains All). Kromě GP59 byly s calreticulinem homologické ještě dvě další kyselé isoformy glykoproteinu GP50. Pomocí RT-PCR byla potvrzena přítomnost transkriptů calreticulinu 59 kDa ve všech stádiích vývoje pylu od mitózy mikrospor až k prvním 24 hod růstu pylových láček. Podle imunodetekce s protilátkou proti calreticulinu a podle afinity k lektinu ConA na Western blotech celkových rozpustných bílkovin, rozdělených jednorozměrnou elektroforézou, se bílkovina objevila nejprve ve středně dvojjaderném pylu, hromadila se během zrání pylu a vymizela během 24 hod růstu pylových láček. Termotolerantní forma calreticulinu byla zjištěna pouze v konečných stádiích zrání pylu a během 8 hod růstu pylových láček. Výsledky naznačují, že calreticulin 59 kDa je transkribován, translatován a posttranslačně modifikován v různých stádiích vývoje pylu a že termotolerance bílkoviny ve zralém pylu může souviset s její vysokou glykozylací. Termotolerance těchto glykoproteinů se může podílet na ochraně pylu před stresovými faktory během dehydratace pylu.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0115291