Phân tích đặc tính gen mã hóa enzyme methionine sulfoxide reductase từ hệ gen cây đậu tương

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN THỊ KIM LIÊN

PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH GEN MÃ HÓA ENZYME
METHIONINE SULFOXIDE REDUCTASE TỪ HỆ GEN
CÂY ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN THỊ KIM LIÊN

PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH GEN MÃ HÓA ENZYME
METHIONINE SULFOXIDE REDUCTASE TỪ HỆ GEN
CÂY ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX)

Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60420114

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Cán bộ hướng dẫn:

TS. Lê Tiến Dũng
TS. Trần Thị Dụ Chi

Hà Nội, 2015


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Lê Tiến Dũng và TS.
Trần Thị Dụ Chi, những người thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt
quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và thực hiện luận văn này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Sinh học, Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên đã tận tình giảng dạy, dìu dắt tôi trong thời gian học tập tại
Trường.
Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể cán bộ và học viên
tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia Công nghệ Tế bào thực vật, Viện Di
truyền Nông nghiệp đã hết lòng giúp đỡ tôi thực hiện thành công luận văn này.
Cuối cùng, tôi vô cùng biết ơn gia đình và bạn bè đã khích lệ, động viên, giúp
đỡ và là chỗ dựa vững chắc cho tôi trong thời gian qua.
Luận văn nằm trong đề tài nghiên cứu cơ bản “Nghiên cứu protein mẫn cảm
với oxi hóa methionine và vai trò của enzyme methionine sulfoxide reductase của
cây nông nghiệp” do Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia tài trợ mã số
106-NN.02-2013.46.

Hà Nội, tháng 06 năm 2015
Học viên

Nguyễn Thị Kim Liên

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Một số protein và peptide bị ảnh hưởng khi Met bị oxi hóa ................... 13
Bảng 1.2. Các MSR ở vi khuẩn E. coli .................................................................. 14
Bảng 1.3. Tóm tắt các nghiên cứu di truyền về vai trò của MSRA ......................... 18
Bảng 1.4. Số lượng gen MSRA và MSRB ở một số nhóm sinh vật ........................ 20
Bảng 2.1. Các hóa chất chính được sử dụng trong nghiên cứu ............................... 25
Bảng 2.2. Các thiết bị được sử dụng trong nghiên cứu ........................................... 26
Bảng 2.3. Cặp mồi sử dụng trong phản ứng PCR ................................................... 29
Bảng 2.4. Thành phần phản ứng PCR với thể tích phản ứng 50 l ......................... 30
Bảng 2.5. Chu trình nhiệt phản ứng PCR nhân dòng cADN ................................... 30
Bảng 2.6. Các cặp mồi sử dụng trong phản ứng PCR và RT-PCR ......................... 31
Bảng 2.7. Thành phần phản ứng PCR với thể tích phản ứng 25 l ......................... 32
Bảng 2.8. Chu trình nhiệt phản ứng PCR kiểm tra sự có mặt của gen chuyển ........ 32
Bảng 3.1. Xác định domain đặc trưng và dự đoán vị trí trong tế bào của các protein
MSRA ................................................................................................................... 35
Bảng 3.2. Dự đoán vị trí Cys xúc tác và Cys tái tạo của các GmMSRA .................. 38
Bảng 3.3. Số lượng exon và intron của các GmMSRA ............................................ 39


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của Methionine ............................................................. 2
Hình 1.2. Quá trình sinh tổng hợp Methionine ......................................................... 3
Hình 1.3. Tổng hợp ethylene trong hệ thống mô hình hóa học ................................. 6
Hình 1.4. Con đường sinh tổng hợp ethylene ........................................................... 6
Hình 1.5. Sơ đồ sinh tổng hợp Glucosinolate từ Methionine .................................... 8
Hình 1.6. Sơ đồ hình thành các gốc tự do chứa oxi .................................................. 9
Hình 1.7. Quá trình oxi hóa Met ........................................................................... 11
Hình 1.8. Phản ứng khử MetO về Met của các MSR.............................................. 12
Hình 1.9. Sơ đồ minh họa cơ chế xúc tác phản ứng khử MetO của MSR ............... 16
Hình 3.1. So sánh đa trình tự các protein GmMSRA.............................................. 37

Hình 3.2. Số lượng exon và intron của các gen mã hóa cho GmMSRA ................. 38
Hình 3.3. Các GmMSRA được hình thành do nhân đôi hệ gen .............................. 40
Hình 3.4. Đồ thị đánh giá mức độ biểu hiện của các Gm MSRA ở các mô khác nhau
.............................................................................................................................. 41
Hình 3.5. Mức độ biểu hiện của các GmMSRA ở các giai đoạn phát triển khác nhau
.............................................................................................................................. 42
Hình 3.6. Mức độ biểu hiện của các GmMSRA trong điều kiện bình thường và điều
kiện khô hạn .......................................................................................................... 43
Hình 3.7. Kết quả nhân dòng đoạn cADN mã hóa gen GmMSRA6 ....................... 44
Hình 3.8. Cấu trúc vector tách dòng pKS............................................................... 45
Hình 3.9. Vị trí nhận biết của các enzyme giới hạn ................................................ 46
Hình 3.10. Kết quả biến nạp gen GmMSRA6 vào vector pKS ............................... 46
Hình 3.11. Cấu trúc vector biểu hiện nấm men p425GPD ...................................... 47
Hình 3.12. Kết quả biến nạp gen GmMSRA6 vào vector p425 .............................. 48
Hình 3.13. Thử nghiệm hoạt tính enzyme in vivo .................................................. 49
Hình 3.14. Thử nghiệm khả năng kháng lại tác nhân oxi hóa H2O2 ........................ 51
Hình 3.15. Cấu trúc vector pGreen ........................................................................ 52


Hình 3.16. Tạo cây chuyển gen bằng phương pháp nhúng hoa và chọn lọc trên môi
trường ½ MS, kanamycin 30 mg/L. ....................................................................... 53
Hình 3.17. Điện di kiểm tra ADN tổng số được tách chiết từ cây chuyển gen A.
thaliana (gel agarose 0,8%, nhuộm ethidium bromide) .......................................... 54
Hình 3.18. Điện di sản phẩm PCR mẫu ADN tổng số cây chuyển gen (gel agarose
1,3%, nhuộm ethidium bromide) ........................................................................... 55
Hình 3.19. Điện di sản phẩm phản ứng RT-PCR trên gel agarose 1.3%, nhuộm
ethidium bromide .................................................................................................. 56
Hình 3.20. Hình thái cây mang gen chuyển (A) và không mang gen chuyển (B) ở
giai đoạn 10 ngày tuổi ........................................................................................... 57
Hình 3.21. Dòng cây đối chứng ở thế hệ F3 ........................................................... 58

Hình 3.22. Dòng cây chuyển gen 35S::GmMSRA6-1 ở thế hệ F3 .......................... 59
Hình 3.23. Dòng cây chuyển gen 35S::GmMSRA6-2 ở thế hệ F3 .......................... 60
Hình 3.24. Hình thái các dòng cây chuyển gen trên đĩa thạch ở các giai đoạn tuổi
khác nhau .............................................................................................................. 61
Hình 3.25. Hình thái các dòng cây chuyển gen trên giá thể đất ở các giai đoạn tuổi
khác nhau .............................................................................................................. 62
Hình 3.26. Đĩa cây đối chứng môi trường ½ MS, kanamycin 30 mg/ L ................. 63
Hình 3.27. Thử nghiệm kháng mặn trên dòng cây đối chứng và dòng cây chuyển
gen ........................................................................................................................ 64


BẢNG KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết
tắt, kí hiệu

Tiếng Anh

cs
Met

Cộng sự
Methionine

MetO

Methionine sulfoxide

MS

Murashige & Skoog

MSR

Tiếng Việt

Methionine sulfoxide reductase

NST

Nhiễm sắc thể

PCR

Polymerase chain reaction

Phản ứng chuỗi trùng hợp

ROS

Reactive Oxygen species

Các gốc tự do chứa oxi

RT-PCR

Reverse transcription polymerase
chain reaction


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
Chương 1. TỔNG QUAN ........................................................................................ 2
1.1. METHIONINE VÀ QUÁ TRÌNH OXI HÓA METHIONINE BỞI CÁC
GỐC TỰ DO CHỨA OXI (REACTIVE OXYGEN SPECIES - ROS) ................. 2
1.1.1. Giới thiệu chung về methionine ............................................................. 2
1.1.1.1. Cấu trúc hóa học, đặc tính sinh học và sinh tổng hợp methionine ...... 2
1.1.1.2. Methionine và dẫn xuất S-adenosyl-L-methionine ............................ 4
1.1.1.3. Methionine và chu trình sinh tổng hợp ethylene ................................ 5
1.1.1.4. Methionine – tiền chất của quá trình chuyển hóa glucosinolate ......... 7
1.1.2. Quá trình oxi hóa methionine bởi các gốc tự do chứa oxi ....................... 9
1.2. ENZYME METHIONINE SULFOXIDE REDUCTASE (MSR) VÀ CƠ
CHẾ SỬA CHỮA METHIONINE SULFOXIDE .............................................. 12
1.2.1. Lịch sử phát hiện họ enzyme MSR ....................................................... 12
1.2.2. Chức năng bảo vệ tế bào của hệ thống các MSR .................................. 13
1.2.3. Các thành viên trong họ enzyme MSR ................................................. 14
1.2.4. Cơ chế sửa chữa oxi hóa Met của hệ thống MSR ................................. 15
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ....................................................................... 18
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ....................................................... 18
1.3.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................ 22
1.4. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ........................................................................ 23
Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ........................................................ 24
2.1. VẬT LIỆU .................................................................................................. 24
2.1.1. Vật liệu nghiên cứu .............................................................................. 24


2.1.2. Hóa chất ............................................................................................... 25
2.1.3. Thiết bị ................................................................................................ 26
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................ 27
2.2.1. Tìm kiếm các gen mã hóa cho enzyme methionine sulfoxide reductase A
trong hệ gen của cây đậu tương (GmMSRA)................................................... 28

2.2.2. Đánh giá mức độ biểu hiện của các GmMSRA ...................................... 28
2.2.2.1. Mức độ biểu hiện ở các mô cơ quan và điều kiện sinh trưởng khác
nhau ............................................................................................................. 28
2.2.2.2. Đánh giá biểu hiện gen trong điều kiện bình thường và bất lợi. ....... 28
2.2.3. Xác định đặc tính của các GmMSRA thông qua biểu hiện trên nấm men
Saccharomyces cerevisiae.............................................................................. 29
2.2.3.1. Kỹ thuật tách dòng gen ................................................................... 29
2.2.3.2. Phân tích đặc tính gen mã hóa MSRA biểu hiện trên nấm men........ 30
2.2.4. Phân tính đặc tính của các GmMSRA thông qua biểu hiện trên cây mô
hình Arabidopsis thaliana .............................................................................. 31
2.2.4.1. Tạo cây mô hình A. thaliana siêu biểu hiện GmMSRA ................... 31
2.2.4.2. Phân tích kiểu hình cây chuyển gen................................................. 32
2.2.4.3. Đánh giá hình thái cây chuyển gen .................................................. 32
2.2.4.4. Thử nghiệm tính kháng mặn............................................................ 33
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 34
3.1. KẾT QUẢ TÌM KIẾM VÀ PHÂN TÍCH CÁC GEN MÃ HÓA CHO
ENZYME MSRA TRONG HỆ GEN ĐẬU TƯƠNG ......................................... 34
3.2. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ BIỂU HIỆN CỦA CÁC GEN MÃ HÓA
MSRA TRONG HỆ GEN ĐẬU TƯƠNG .......................................................... 41
3.2.1. Đánh giá mức độ biểu hiện của các GmMSRA ở các mô khác nhau ...... 41


3.2.2. Đánh giá mức độ biểu hiện của các GmMSRA ở các giai đoạn phát triển
khác nhau trên Genevestigator® .................................................................... 42
3.2.3. Đánh giá mức độ biểu hiện của các GmMSRA trong điều kiện bình
thường và bất lợi ............................................................................................ 43
3.3. PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH GEN MÃ HÓA ENZYME GmMSRA CỦA ĐẬU
TƯƠNG THÔNG QUA BIỂU HIỆN TRÊN NẤM MEN SACCHAROMYCES
CEREVISIAE. .................................................................................................... 44
3.3.1. Kết quả tách dòng gen .......................................................................... 44

3.3.1.1. Nhân dòng cADN sử dụng kĩ thuật PCR ......................................... 44
3.3.1.2. Chuyển gen GmMSRA6 vào vector pKS ........................................ 45
3.3.1.3. Chuyển gen vào vector đặc hiệu nấm men p425 .............................. 47
3.3.2. Kết quả thử nghiệm in vivo hoạt tính xúc tác phản ứng chuyển hóa MetO
thành Met của các GmMSRA. ....................................................................... 49
3.3.3. Kết quả đánh giá khả năng kháng lại tác nhân oxi hóa của các chủng
nấm men mang vector biểu hiện gen mã hóa cho MSRA ............................... 50
3.4. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH GEN MÃ HÓA ENZYME GmMSRA
THÔNG QUA BIỂU HIỆN TRÊN CÂY MÔ HÌNH ARABIDOPSIS THALIANA
........................................................................................................................... 52
3.4.1. Kết quả tạo cây mô hình A. thaliana siêu biểu hiện gen mã hóa cho
enzyme MSR bằng phương pháp nhúng hoa. ................................................. 52
3.4.2. Kết quả tách chiết ADN tổng số cây chuyển gen. ................................. 54
3.4.3. Kết quả PCR mẫu ADN tổng số cây chuyển gen nhằm phát hiện sự có
mặt của gen chuyển. ...................................................................................... 55
3.4.4. Xác định sự biểu hiện của gen chuyển bằng RT-PCR........................... 56
3.4.5. Kết quả xác định tỷ lệ đồng hợp/dị hợp của các dòng cây chuyển gen ở
thế hệ F3......................................................................................................... 57


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt

1.

Phạm Thị Hoa (2011), Đánh giá đa hình di truyền nguồn gen chịu hạn
phục vụ công tác lập bản đồ QTL ở một số giống lúa địa phương Việt
Nam, Luận văn Thạc sỹ khoa học - Đại học Bách Khoa Hà Nội.

2.

Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Khuất Hữu Trung, Nguyễn Thị Nhài, Nguyễn
Thúy Điệp, Kiều Thị Dung, Nguyễn Thị Thảo, Nguyễn Thị Thanh Thủy
(2013), “Đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn lúa chịu hạn của Việt Nam
bằng chỉ thị phân tử SSR”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, Tập
1, trang 12 - 18.

Tài liệu tiếng nước ngoài

3.

Achilli, C., Ciana, A., and Minetti, G. (2015), “The discovery of methionine
sulfoxide reductase enzymes: An historical account and future perspectives”,
BioFactors 41(3), pp. 135-152.

4.

Apel, K. and Hirt, H. (2004), “Reactive oxygen species: metabolism,
oxidative stress, and signal transduction”, Annual review of plant biology
55, pp. 373-399.

5.

Arc, E., Sechet, J., Corbineau, F., Rajjou, L., and Marionpoll, A. (2013),
“ABA crosstalk with ethylene and nitric oxide in seed dormancy and
germination”, Plant Cell Biology 4(63).

6.

Argueso, C.T., Hansen, M., and Kieber, J.J. (2007), “Regulation of Ethylene

Biosynthesis”, Journal of Plant Growth Regulation 26, pp. 92-105.

7.

Barger, G. and Coyne, F.P. (1928), “The amino-acid methionine; constitution
and synthesis”, The Biochemical journal 22(6), pp. 1417-1425.

73


8.

Boschi-Muller, S., Olry, A., Antoine, M., and Branlant, G. (2005), “The
enzymology and biochemistry of methionine sulfoxide reductases”,
Biochimica et biophysica acta 1703(2), pp. 231-238.

9.

Brot, N. and Weissbach, H. (1983), “Biochemistry and physiological role of
methionine sulfoxide residues in proteins”, Archives of biochemistry and
biophysics 223(1), pp. 271-281.

10.

Cabreiro, F., Perichon, M., Jatje, J., Malavolta, M., Mocchegiani, E., Friguet,
B., and Petropoulos, I. (2008), “Zinc supplementation in the elderly subjects:
effect on oxidized protein degradation and repair systems in peripheral blood
lymphocytes”, Experimental gerontology 43(5), pp. 483-487.

11.

Caldwell, P., Luk, D.C., Weissbach, H., and Brot, N. (1978), “Oxidation of
the methionine residues of Escherichia coli ribosomal protein L12 decreases
the protein's biological activity”, Proceedings of the National Academy of
Sciences of the United States of America 75(11), pp. 5349-5352.

12.

Carp, H. and Janoff, A. (1978), “Possible mechanisms of emphysema in
smokers. In vitro suppression of serum elastase-inhibitory capacity by fresh
cigarette smoke and its prevention by antioxidants”, The American review of
respiratory disease 118(3), pp. 617-621.

13.

Ciorba, M.A., Heinemann, S.H., Weissbach, H., Brot, N., and Hoshi, T.
(1997), “Modulation of potassium channel function by methionine oxidation
and reduction”, Proceedings of the National Academy of Sciences of the
United States of America 94(18), pp. 9932-9937.

14.

Clark, R.A., Szot, S., Venkatasubramanian, K., and Schiffmann, E. (1980),
“Chemotactic factor inactivation by myeloperoxidase-mediated oxidation of
methionine”, Journal of immunology 124(4), pp. 2020-2026.

15.

Clough, S.J. and Bent, A.F. (1998), “Floral dip: a simplified method for
Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana”, The Plant

journal : for cell and molecular biology 16(6), pp. 735-743.

74


16.

Delaye, L., Becerra, A., Orgel, L., and Lazcano, A. (2007), “Molecular
evolution of peptide methionine sulfoxide reductases (MsrA and MsrB): on
the early development of a mechanism that protects against oxidative
damage”, Journal of molecular evolution 64(1), pp. 15-32.

17.

Emanuelsson, O., Nielsen, H., Brunak, S., and Von Heijne, G. (2000),
“Predicting subcellular localization of proteins based on their N-terminal
amino acid sequence”, Journal of molecular biology 300(4), pp. 1005-1016.

18.

Erickson, J.R., Joiner, M.L., Guan, X., Kutschke, W., Yang, J., Oddis, C.V.,
Bartlett, R.K., Lowe, J.S., O'donnell, S.E., Aykin-Burns, N., Zimmerman,
M.C., Zimmerman, K., Ham, A.J., Weiss, R.M., Spitz, D.R., Shea, M.A.,
Colbran, R.J., Mohler, P.J., and Anderson, M.E. (2008), “A dynamic
pathway for calcium-independent activation of CaMKII by methionine
oxidation”, Cell 133(3), pp. 462-474.

19.

Ezraty, B., Aussel, L., and Barras, F. (2005), “Methionine sulfoxide

reductases in prokaryotes”, Biochimica et biophysica acta 1703(2), pp. 221229.

20.

Ferla, M.P. and Patrick, W.M. (2014), “Bacterial methionine biosynthesis”,
Microbiology (160), pp. 1571–1584.

21.

Gao, J., Yin, D.H., Yao, Y., Sun, H., Qin, Z., Schoneich, C., Williams, T.D.,
and Squier, T.C. (1998), “Loss of conformational stability in calmodulin
upon methionine oxidation”, Biophysical journal 74(3), pp. 1115-1134.

22.

Glaser, C.B., Morser, J., Clarke, J.H., Blasko, E., Mclean, K., Kuhn, I.,
Chang, R.J., Lin, J.H., Vilander, L., Andrews, W.H., and Light, D.R. (1992),
“Oxidation of a specific methionine in thrombomodulin by activated
neutrophil products blocks cofactor activity. A potential rapid mechanism for
modulation of coagulation”, The Journal of clinical investigation 90(6), pp.
2565-2573.

75


23.

Guo, X., Wu, Y., Wang, Y., Chen, Y., and Chu, C. (2009), “OsMSRA4.1
and OsMSRB1.1, two rice plastidial methionine sulfoxide reductases, are
involved in abiotic stress responses”, Planta 230(1), pp. 227-238.

24.

Hansel, A., Kuschel, L., Hehl, S., Lemke, C., Agricola, H.J., Hoshi, T., and
Heinemann, S.H. (2002), “Mitochondrial targeting of the human peptide
methionine sulfoxide reductase (MSRA), an enzyme involved in the repair of
oxidized proteins”, FASEB journal : official publication of the Federation of
American Societies for Experimental Biology 16(8), pp. 911-913.

25.

Hellens, R.P., Edwards, E.A., Leyland, N.R., Bean, S., and Mullineaux, P.M.
(2000), “pGreen: a versatile and flexible binary Ti vector for Agrobacteriummediated plant transformation”, Plant molecular biology 42(6), pp. 819-832.

26.

Hruz, T., Laule, O., Szabo, G., Wessendorp, F., Bleuler, S., Oertle, L.,
Widmayer, P., Gruissem, W., and Zimmermann, P. (2008), “Genevestigator
v3: a reference expression database for the meta-analysis of transcriptomes”,
Advances in bioinformatics 2008, pp. 420747.

27.

Imai, A., Matsuyama, T., Hanzawa, Y., Akiyama, T., Tamaoki, M., Saji, H.,
Shirano, Y., Kato, T., Hayashi, H., Shibata, D., Tabata, S., Komeda, Y., and
Takahashi, T. (2004), “Spermidine synthase genes are essential for survival
of Arabidopsis”, Plant physiology 135(3), pp. 1565-1573.

28.

Joo, J.H., Bae, Y.S., and Lee, J.S. (2001), “Role of auxin-induced reactive
oxygen species in root gravitropism”, Plant physiology 126(3), pp. 10551060.

29.

Koc, A., Gasch, A.P., Rutherford, J.C., Kim, H.Y., and Gladyshev, V.N.
(2004), “Methionine sulfoxide reductase regulation of yeast lifespan reveals
reactive oxygen species-dependent and -independent components of aging”,
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of
America 101(21), pp. 7999-8004.

30.

Laugier, E., Tarrago, L., Vieira Dos Santos, C., Eymery, F., Havaux, M., and
Rey, P. (2010), “Arabidopsis thaliana plastidial methionine sulfoxide
76


reductases B, MSRBs, account for most leaf peptide MSR activity and are
essential for growth under environmental constraints through a role in the
preservation of photosystem antennae”, The Plant journal : for cell and
molecular biology 61(2), pp. 271-282.
31.

Le Bras, M., Clement, M.V., Pervaiz, S., and Brenner, C. (2005), “Reactive
oxygen species and the mitochondrial signaling pathway of cell death”,
Histology and histopathology 20(1), pp. 205-219.

32.

Le, D.T., Lee, B.C., Marino, S.M., Zhang, Y., Fomenko, D.E., Kaya, A.,
Hacioglu, E., Kwak, G.H., Koc, A., Kim, H.Y., and Gladyshev, V.N. (2009),
“Functional analysis of free methionine-R-sulfoxide reductase from
Saccharomyces cerevisiae”, The Journal of biological chemistry 284(7), pp.
4354-4364.

33.

Le, D.T., Nishiyama, R., Watanabe, Y., Mochida, K., Yamaguchi-Shinozaki,
K., Shinozaki, K., and Tran, L.S. (2011), “Genome-wide expression profiling
of soybean two-component system genes in soybean root and shoot tissues
under dehydration stress”, DNA research : an international journal for rapid
publication of reports on genes and genomes 18(1), pp. 17-29.

34.

Le, D.T., Nishiyama, R., Watanabe, Y., Tanaka, M., Seki, M., Ham Le, H.,
Yamaguchi-Shinozaki,

K.,

Shinozaki,

K., and

Tran, L.S.

(2012),

“Differential gene expression in soybean leaf tissues at late developmental

stages under drought stress revealed by genome-wide transcriptome
analysis”, PloS one 7(11), pp. e49522.
35.

Le, D.T., Tarrago, L., Watanabe, Y., Kaya, A., Lee, B.C., Tran, U.,
Nishiyama, R., Fomenko, D.E., Gladyshev, V.N., and Tran, L.S. (2013),
“Diversity of plant methionine sulfoxide reductases B and evolution of a
form specific for free methionine sulfoxide”, PloS one 8(6), pp. e65637.

36.

Li, C.W., Lee, S.H., Chieh, P.S., Lin, C.S., Wang, Y.C., and Chan, M.T.
(2012), “Arabidopsis root-abundant cytosolic methionine sulfoxide reductase

77


B genes MsrB7 and MsrB8 are involved in tolerance to oxidative stress”,
Plant & cell physiology 53(10), pp. 1707-1719.
37.

Libault, M., Farmer, A., Joshi, T., Takahashi, K., Langley, R.J., Franklin,
L.D., He, J., Xu, D., May, G., and Stacey, G. (2010), “An integrated
transcriptome atlas of the crop model Glycine max, and its use in
comparative analyses in plants”, The Plant journal : for cell and molecular
biology 63(1), pp. 86-99.

38.

Moskovitz, J., Flescher, E., Berlett, B.S., Azare, J., Poston, J.M., and

Stadtman, E.R. (1998), “Overexpression of peptide-methionine sulfoxide
reductase in Saccharomyces cerevisiae and human T cells provides them
with high resistance to oxidative stress”, Proceedings of the National
Academy of Sciences of the United States of America 95(24), pp. 1407114075.

39.

Mumberg, D., Muller, R., and Funk, M. (1995), “Yeast vectors for the
controlled expression of heterologous proteins in different genetic
backgrounds”, Gene 156(1), pp. 119-122.

40.

Oh, S.K., Baek, K.H., Seong, E.S., Joung, Y.H., Choi, G.J., Park, J.M., Cho,
H.S., Kim, E.A., Lee, S., and Choi, D. (2010), “CaMsrB2, pepper methionine
sulfoxide reductase B2, is a novel defense regulator against oxidative stress
and pathogen attack”, Plant physiology 154(1), pp. 245-261.

41.

Pei, Z.M., Murata, Y., Benning, G., Thomine, S., Klusener, B., Allen, G.J.,
Grill, E., and Schroeder, J.I. (2000), “Calcium channels activated by
hydrogen peroxide mediate abscisic acid signalling in guard cells”, Nature
406(6797), pp. 731-734.

42.

Picot, C.R., Perichon, M., Cintrat, J.C., Friguet, B., and Petropoulos, I.
(2004), “The peptide methionine sulfoxide reductases, MsrA and MsrB
(hCBS-1), are downregulated during replicative senescence of human WI-38

fibroblasts”, FEBS letters 558(1-3), pp. 74-78.

78


43.

Pitzschke, A., Forzani, C., and Hirt, H. (2006), “Reactive oxygen species
signaling in plants”, Antioxidants & redox signaling 8(9-10), pp. 1757-1764.

44.

Roje, S. (2006), “S-Adenosyl-L-methionine: beyond the universal methyl
group donor”, Phytochemistry 67(15), pp. 1686-1698.

45.

Romero, H.M., Berlett, B.S., Jensen, P.J., Pell, E.J., and Tien, M. (2004),
“Investigations into the role of the plastidial peptide methionine sulfoxide
reductase in response to oxidative stress in Arabidopsis”, Plant physiology
136, pp. 3784-3794.

46.

Rouhier, N., Vieira Dos Santos, C., Tarrago, L., and Rey, P. (2006), “Plant
methionine sulfoxide reductase A and B multigenic families”, Photosynthesis
research 89(2-3), pp. 247-262.

47.

Rouhier, N., Kauffmann, B., Tete-Favier, F., Palladino, P., Gans, P.,
Branlant, G., Jacquot, J.P., and Boschi-Muller, S. (2007), “Functional and
structural aspects of poplar cytosolic and plastidial type a methionine
sulfoxide reductases”, The Journal of biological chemistry 282(5), pp. 33673378.

48.

Ruan, H., Tang, X.D., Chen, M.L., Joiner, M.L., Sun, G., Brot, N.,
Weissbach, H., Heinemann, S.H., Iverson, L., Wu, C.F., and Hoshi, T.
(2002), “High-quality life extension by the enzyme peptide methionine
sulfoxide reductase”, Proceedings of the National Academy of Sciences of
the United States of America 99(5), pp. 2748-2753.

49.

Sanchez, J., Nikolau, B.J., and Stumpf, P.K. (1983), “Reduction of N-acetyl
methionine sulfoxide in plants”, Plant physiology 73(3), pp. 619-623.

50.

Seilheimer, B., Bohrmann, B., Bondolfi, L., Muller, F., Stuber, D., and
Dobeli, H. (1997), “The toxicity of the Alzheimer's beta-amyloid peptide
correlates with a distinct fiber morphology”, Journal of structural biology
119(1), pp. 59-71.

51.

Snijder, J., Rose, R.J., Raijmakers, R., and Heck, A.J. (2011), “Site-specific
methionine oxidation in calmodulin affects structural integrity and
79

interaction with Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II”, Journal of
structural biology 174(1), pp. 187-195.
52.

Stadtman, E.R. (1993), “Oxidation of free amino acids and amino acid
residues in proteins by radiolysis and by metal-catalyzed reactions”, Annual
review of biochemistry 62, pp. 797-821.

53.

Takahashi, F., Mizoguchi, T., Yoshida, R., Ichimura, K., and Shinozaki, K.
(2011), “Calmodulin-dependent activation of MAP kinase for ROS
homeostasis in Arabidopsis”, Molecular cell 41(6), pp. 649-660.

54.

Tang, H., Bowers, J.E., Wang, X., Ming, R., Alam, M., and Paterson, A.H.
(2008), “Synteny and collinearity in plant genomes”, Science 320(5875), pp.
486-488.

55.

Tarrago, L., Laugier, E., and Rey, P. (2009), “Protein-repairing methionine
sulfoxide reductases in photosynthetic organisms: gene organization,
reduction mechanisms, and physiological roles”, Molecular plant 2(2), pp.
202-217.

56.

Textor, S., Bartram, S., Kroymann, J., Falk, K.L., Hick, A., Pickett, J.A., and
Gershenzon, J. (2004), “Biosynthesis of methionine-derived glucosinolates
in Arabidopsis thaliana: recombinant expression and characterization of
methylthioalkylmalate synthase, the condensing enzyme of the chainelongation cycle”, Planta 218(6), pp. 1026-1035.

57.

Vogt, W. (1995), “Oxidation of methionyl residues in proteins: tools, targets,
and reversal”, Free radical biology & medicine 18(1), pp. 93-105.

58.

Weissbach, H., Resnick, L., and Brot, N. (2005), “Methionine sulfoxide
reductases: history and cellular role in protecting against oxidative damage”,
Biochimica et biophysica acta 1703(2), pp. 203-212.

59.

Wolff, J., Cook, G.H., Goldhammer, A.R., and Berkowitz, S.A. (1980),
“Calmodulin activates prokaryotic adenylate cyclase”, Proceedings of the
National Academy of Sciences of the United States of America 77(7), pp.
3841-3844.
80


60.

Yang, S.F. and Hoffman, N.E. (1984), “Ethylene biosynthesis and its
regulation in higher plants”, Annual Review of Plant Physiology 35, pp. 155

– 189.

81