KYSELINA SALICYLOVÁ a její signalizace Martin Janda1,2 Lenka Burketová2 and Olga Valentová1 1Laboratoř Rostlinné Biochemie, Ústav Mikrobiologie a Biochemie, Vysoká Škola Chemicko-Technologická v Praze, Technická 5, Praha 6 - Dejvice 2Laboratoř Patofyziologie Rostlin, Ústav Experimentální Botaniky AV ČR v.v.i, Rozvojová 263, Praha 6 - Lysolaje SEMINÁŘ BIOCHEMIE A MIKROBIOLOGIE 15.11.2013 VŠCHT PRAHA

KYSELINA SALICYLOVÁ (SA) OBSAH KYSELINA SALICYLOVÁ (SA) ÚVOD - HISTORIE BIOSYNTÉZA SA SA A PATOGENI SIGNALIZACE SA „CROSS-TALK“

ÚVOD - HISTORIE 2-hydroxybenzoová kyselina, Fenolická sloučenina, volná SA je krystalický prášek, taje 157-159°C, částečně rozpustná ve vodě, pH nasyceného vodného roztoku je 2,4 Název pochází z latinského názvu pro vrbu (salix) 400 př.n.l Hippokrates předepisoval churavějícím, to samé dělali severoameričtí indiáni 1763 reverend Edvard Stone z Anglie popsal, že kůra vrby působí proti horečce 1828 Johan Andreas Buchner izolována látka nazvána salicin 1838 Raffaele Piria – kyselina salicylová 1874 první komerčně vydávaný salicylát (Německo) 1898– Felix Hoffman – syntéza aspirinu (Bayer; Německo) acetylsalicylová kyselina 1979 White R.F. SA hraje roli v obraně proti na tabáku proti TMV (588 citací; 1 výsledek v článku) 1990 SA indukuje SAR (systémově získanou rezistenci) White RF. Acetylsalicylic acid (aspirin) induces resistance to tobacco mosaic virus in tobacco. Virology. 1979 Dec;99(2):410-2. Métraux, J. P., et al. "Increase in salicylic acid at the onset of systemic acquired resistance in cucumber." Science 250.4983 (1990): 1004-1006. Malamy, Jocelyn, et al. "Salicylic acid: a likely endogenous signal in the resistance response of tobacco to viral infection." Science 250.4983 (1990): 1002-1004.

90% SA indukované po napadení patogenem Biosyntéza SA Fenylalanin Chorismát PAL ICS1 (sid2) 90% SA indukované po napadení patogenem Kyselina skořicová Isochorismát Benzoátové meziprodukty IPL Kyselina O-kumarová SA BA2H Zásobní forma SA Konjugáty SA s AMK SAGT ? SAGT SABP2/MES SAMT

Nejcitovanější rostlinný článek evropského autora ROSTLINNÁ IMUNITA ZIG-ZAG model Pieterse, Corné MJ, et al. "Networking by small-molecule hormones in plant immunity." Nature Chemical Biology 5.5 (2009): 308-316. PAMP - flagelin Nejcitovanější rostlinný článek evropského autora PTI – patogenem řízená imunita, ETS – efektory řízená vnímavost, ETI – efektory řízená imunita, PAMPS – S patogenem spojené molekulární vzory, HR – hypersezitivní reakce

KYSELINA SALICYLOVÁ A PATOGENI Infekce = výjimečný stav, NE pravidlo Sclerotinia sclerotiorum nekrotrof Brassica napus vs. Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 biotrof 2 dpi 3 dpi Bariéry: Kutikula, buněčná stěna, plasmatická membrána. Pieterse, Corné MJ, et al. "Networking by small-molecule hormones in plant immunity." Nature Chemical Biology 5.5 (2009): 308-316.

KYSELINA SALICYLOVÁ A PATOGENI PR - proteiny Patogeni SA Patogeni defensiny thioniny Et JA Herbivoři poranění systemin Inhibitory proteas JA SA - nezávislá SA - závislá SA - nezávislá BIOTROPH NECROTROPH biotrofní - nekrotrofní

SIGNALIZACE KYSELINY SALICYLOVÉ PATOGEN NPR1 PR geny/rezistence SA PATOGEN NPR1 PR geny/rezistence SA PATOGEN PR geny/rezistence (pathogenesis related)

SIGNALIZACE KYSELINY SALICYLOVÉ PATOGEN Δ redox SA Cytosol Jádro

Honba za receptorem SA CO SI O TOM MYSLET? NPR1 BYL NAVRHOVÁN JAKO MOŽNÝ RECEPTOR PRAKTICKY OD SVÉHO OBJEVENÍ A ČLÁNEK Z CELL 2012 (PŘEDCHOZÍ) ŘÍKÁ EXPLICITNĚ, ŽE NPR1 SE S SA NEVÁŽE. Honba za receptorem SA Santner, Aaron, and Mark Estelle. "Recent advances and emerging trends in plant hormone signalling." Nature 459.7250 (2009): 1071-1078.

„CROSS-TALK“ Pole našeho zájmu SA – kyselina salicylová ET - Etylén very briefly (joke ) JA – kyselina jasmonová Inspirováno kolegou Corné Pietersem

„CROSS-TALK“ very briefly (joke )

„CROSS-TALK“ Pieterse, Corné MJ, et al. "Networking by small-molecule hormones in plant immunity." Nature Chemical Biology 5.5 (2009): 308-316.

„CROSS-TALK“ (SA x JA/ET) Nejprostudovanější Obecně považováno za antagonistické (nejvíce publikací s tímto závěrem) SA PDF1.2 Alternaria brassicicola (nekrotrof) 0,1 mM MeJA 1mM SA / 50µM JA

„CROSS-TALK“ (SA x JA/ET) 1 mM SA, 0,1 mM MeJA 0,1 mM ACC 5 týdnů staré

„CROSS-TALK“ (SA x JA/ET) ale … Arabidopsis Tabák PR-1 Koncentrace, načasování!

Děkuji Vám za pozornost ? ? Arabidopsis thaliana SA PLD NPR1 PI4K n-butanol ACTIN CYTOSKELETON