Il molibdeno (Mo) è un micronutriente essenziale in quasi tutti gli organismi comprese le piante [1]. Il Mo, sotto forma di molibdato, è complessato con un pterina per formare il cofattore-molibdeno (Moco), che è biologicamente funzionale e che viene inserito nei cosiddetti molibdo-enzimi. Il molibdeno è quindi coinvolto in processi metabolici essenziali o importanti come assimilazione dell'azoto, sintesi dell’acido abscissico (ABA) e catabolismo delle purine. Un’alterazione del metabolismo del Mo ha effetti drammatici sulla crescita e sulla resa della pianta. Recentemente, è stato evidenziato come il metabolismo del Mo interagisca fortemente con quello del ferro (Fe) [2]. Scopo di questo lavoro è quello di indagare la mutua regolazione dei meccanismi fondamentali alla base dell’assorbimento e della compartimentazione subcellulare di Mo e Fe in piante di cetriolo (Cucumis sativus) cresciute in diverse condizioni nutrizionali di Mo e di Fe. Piante di cetriolo sono state allevate nelle seguenti condizioni: controllo (+Fe+Mo), carenza di Fe (-Fe+Mo), carenza di Mo (+Fe-Mo) o entrambe le carenze (-Fe-Mo). Analisi ionomiche condotte tramite ICP-MS dei tessuti vegetali e di mitocondri purificati dalle radici hanno permesso di osservare come le carenze di Fe e di Mo determinino forti variazioni nel contenuto dei vari micro e macro elementi sia a livello dell'intera pianta che a livello subcellulare. Inoltre è stata osservata una variazione della distribuzione mitocondriale del Fe e del Mo in piante +Fe-Mo e –Fe+Mo. Attraverso un’analisi proteomica sono state valutate le alterazioni indotte dalle carenze di tali nutrienti a livello mitocondriale. Sono state identificate oltre cento proteine i cui livelli di espressione sono significativamente alterati in almeno uno dei trattementi nutrizionali utilizzati. I dati preliminari ottenuti suggeriscono una significativa intarazione tra il metabolismo del Fe e del Mo a livello mitocondriale. [1]Bittner and Mendel (2010) Springer-Verlag, Plant Cell Monogr 17:119-143. [2]Bittner (2014) Front. Plant Sci. 5:28.

Interazioni molecolari tra l’omeostasi del ferro e del molibdeno in mitocondri di Cucumis sativus L / G. Vigani, D. Di Silvestre, S. Donnini, A. Agresta, P. Mauri, F. Bittner, I. Murgia. ((Intervento presentato al 32. convegno Convegno Nazionale della Società Italiana di Chimica Agraria tenutosi a Bolzano nel 2014.

Interazioni molecolari tra l’omeostasi del ferro e del molibdeno in mitocondri di Cucumis sativus L

G. Vigani;S. Donnini;A. Agresta;I. Murgia
2014

Abstract

Il molibdeno (Mo) è un micronutriente essenziale in quasi tutti gli organismi comprese le piante [1]. Il Mo, sotto forma di molibdato, è complessato con un pterina per formare il cofattore-molibdeno (Moco), che è biologicamente funzionale e che viene inserito nei cosiddetti molibdo-enzimi. Il molibdeno è quindi coinvolto in processi metabolici essenziali o importanti come assimilazione dell'azoto, sintesi dell’acido abscissico (ABA) e catabolismo delle purine. Un’alterazione del metabolismo del Mo ha effetti drammatici sulla crescita e sulla resa della pianta. Recentemente, è stato evidenziato come il metabolismo del Mo interagisca fortemente con quello del ferro (Fe) [2]. Scopo di questo lavoro è quello di indagare la mutua regolazione dei meccanismi fondamentali alla base dell’assorbimento e della compartimentazione subcellulare di Mo e Fe in piante di cetriolo (Cucumis sativus) cresciute in diverse condizioni nutrizionali di Mo e di Fe. Piante di cetriolo sono state allevate nelle seguenti condizioni: controllo (+Fe+Mo), carenza di Fe (-Fe+Mo), carenza di Mo (+Fe-Mo) o entrambe le carenze (-Fe-Mo). Analisi ionomiche condotte tramite ICP-MS dei tessuti vegetali e di mitocondri purificati dalle radici hanno permesso di osservare come le carenze di Fe e di Mo determinino forti variazioni nel contenuto dei vari micro e macro elementi sia a livello dell'intera pianta che a livello subcellulare. Inoltre è stata osservata una variazione della distribuzione mitocondriale del Fe e del Mo in piante +Fe-Mo e –Fe+Mo. Attraverso un’analisi proteomica sono state valutate le alterazioni indotte dalle carenze di tali nutrienti a livello mitocondriale. Sono state identificate oltre cento proteine i cui livelli di espressione sono significativamente alterati in almeno uno dei trattementi nutrizionali utilizzati. I dati preliminari ottenuti suggeriscono una significativa intarazione tra il metabolismo del Fe e del Mo a livello mitocondriale. [1]Bittner and Mendel (2010) Springer-Verlag, Plant Cell Monogr 17:119-143. [2]Bittner (2014) Front. Plant Sci. 5:28.
Settore AGR/13 - Chimica Agraria
Settore BIO/04 - Fisiologia Vegetale
Interazioni molecolari tra l’omeostasi del ferro e del molibdeno in mitocondri di Cucumis sativus L / G. Vigani, D. Di Silvestre, S. Donnini, A. Agresta, P. Mauri, F. Bittner, I. Murgia. ((Intervento presentato al 32. convegno Convegno Nazionale della Società Italiana di Chimica Agraria tenutosi a Bolzano nel 2014.
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