Variazioni del pattern proteico e modificazioni post-traduzionali in risposta alla disponibilità di nitrato in piante di mais

La disponibilità di azoto, presente nei suoli agrari prevalentemente come nitrato, costituisce uno dei principali fattori che determinano la produttività delle specie coltivate. L'assimilazione del nitrato, attiva sia nelle radici che nelle parti aeree, prevede la riduzione ad ammonio e la conversione in amminoacidi. Tale metabolismo presenta interazioni con diversi tratti cellulari ed in particolare con il metabolismo del carbonio, come evidenziato dal reciproco controllo fra l'apparato aereo e radicale. I meccanismi che intervengono nella regolazione coinvolgono modulazioni a livello trascrizionale, traduzionale e post-traduzionale. Al fine di investigare le variazioni del pattern proteico di foglie e radici di piante di mais (Zea mays L.) in relazione al cambiamento di disponibilità di nitrato è stato condotto uno studio proteomico comparativo, mediante elettroforesi bidimensionale (2-DE) ed analisi LC-ESI-MS/MS, confrontando piante cresciute nelle ultime trenta ore in presenza di nitrato con piante di controllo mantenute nella condizione di carenza. La valutazione di parametri biochimici e fisiologici ha inoltre contribuito a definire lo stato nutriziionale e metabolico delle piante. Le variazioni evidenziate nel proteoma radicale riguardano enzimi dell'assimilazione del nutriente e di processi coinvolti nel suo sostentamento (e.g. ciclo dei pentoso fosfati) ma anche di vie correlate come il metabolismo del NO. Nelle foglie molti degli spots identificati sono risultati essere proteine del metabolismo fotosintetico. I dati ottenuti, unitamente dei parametri fotosintetici, suggeriscono una possibile interazione fra l'espressione dell'enzima lipossigenasi 10, il metabolismo lipidico e la funzionalità cloroplastica. I dati elettroforetici e di spettrometria di massa hannno inoltre messso in luce a modulazione di due differenti modificazioni post-traduzionali dell'enzima PEP carbossilasi (PEPCase) consistenti in una monoubiquitinazione ed in una fosforilazione, rispettivamente nella forma radicale e fogliare dell'enzima. Mediante l'impiego del colorante fluorescente ProQ Diamond, specifico per le proteine fosforilate, è stao possibile evidenziare come la disponibilità di nitrato influenzi lo stato di fosforilazione della PEPCase fogliare che nelle piante C$ è soggetta a controllo circadiano. Per approfondire questi risulati, attualmente si sta procedendo all'ottimizzazzione di protocolli per l'arricchimento cromatografico e l'analisi eletrroforetica delle variazioni post-traduzionali in risposta alla diversa disponibilità di nitrato.