Genetic Enhancement of the Ability to Tolerate Photoinhibition by Introduction of Unsaturated Bonds into Membrane Glycerolipids

Gombos, Zoltán; Kanervo, Eira; Tsvetkova, Nelly M.; Sakamoto, Toshio; Aro, Eva Mari; Murata, Norio

doi:10.1104/pp.115.2.551

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“…PCC7942 was grown in BG11 medium (21) supplemented with 10 mM NaHCO 3 . For the R2HECAT mutant (19), the growth medium was supplemented with chloramphenicol at 5 g/ml, and for the desA ϩ transformant (20), the medium was supplemented with kanamycin at 50 g/ml. Liquid cultures were grown in an orbital shaking incubator at 30°C with white illumination at approximately 10 microeinsteins m Ϫ2 s Ϫ1 .…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…Phycobilisome-Reaction Center Coupling-We have measured the rates of phycobilisome diffusion in cells of the desA ϩ transformant, which contains approximately 40% of glycerolipids with diunsaturated acyl chains, species that are absent in the wild-type (20). This process results in a lower phase transition temperature and a more fluid thylakoid membrane.…”

Section: Effect Of Lipid Desaturation: a Role For Lipids In Controllingmentioning

confidence: 99%

“…We have used desA ϩ , a transformant of Synechococcus 7942 that contains desA, the ⌬12 fatty acid desaturase gene from Synechocystis 6803 (20). As a result, desA ϩ cells contain approximately 40% 16:2/16:0 and 18:2/16:0 glycerolipids, whereas both species are absent in the wild-type (20). Fatty acid desaturation would be expected to increase the fluidity of the membrane.…”

Section: Mobility Of Phycobilisomes and Photosystem II In Synechococcmentioning

confidence: 99%

“…The temperature dependence of the phycobilisome diffusion coefficient suggests that the phycobilisomes have no integral membrane domain. In a mutant in which the unsaturation of fatty acids in the thylakoid membrane lipids is increased (20), resulting in increased thylakoid membrane fluidity, there is a large and unexpected decrease in phycobilisome mobility, which suggests that lipids play a crucial role in controlling phycobilisome-reaction center interaction. We discuss the possible physiological role(s) of phycobilisome mobility.…”

mentioning

confidence: 99%

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Diffusion of Phycobilisomes on the Thylakoid Membranes of the Cyanobacterium Synechococcus 7942

Sarcina¹,

Tobin²,

Mullineaux³

2001

Journal of Biological Chemistry

124

106

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A variant of fluorescence recovery after photobleaching allows us to observe the diffusion of photosynthetic complexes in cyanobacterial thylakoid membranes in vivo. The unicellular cyanobacterium Synechococcus sp. PCC7942 is a wonderful model organism for fluorescence recovery after photobleaching, because it has a favorable membrane geometry and is well characterized and transformable. In Synechococcus 7942 (as in other cyanobacteria) we find that photosystem II is immobile, but phycobilisomes diffuse rapidly on the membrane surface. The diffusion coefficient is 3 ؋ 10 ؊10 cm 2 s ؊1 at 30°C. This shows that the association of phycobilisomes with reaction centers is dynamic; there are no stable phycobilisome-reaction center complexes in vivo. We report the effects of mutations that change the phycobilisome size and membrane lipid composition. 1) In a mutant with no phycobilisome rods, the phycobilisomes remain mobile with a slightly faster diffusion coefficient. This confirms that the diffusion we observe is of intact phycobilisomes rather than detached rod elements. The faster diffusion coefficient in the mutant indicates that the rate of diffusion is partly determined by the phycobilisome size. 2) The temperature dependence of the phycobilisome diffusion coefficient indicates that the phycobilisomes have no integral membrane domain. It is likely that association with the membrane is mediated by multiple weak interactions with lipid head groups. 3) Changing the lipid composition of the thylakoid membrane has a dramatic effect on phycobilisome mobility. The results cannot be explained in terms of changes in the fluidity of the membrane; they suggest that lipids play a role in controlling phycobilisome-reaction center interaction.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Section: Effect Of Lipid Desaturation: a Role For Lipids In Controllingmentioning

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Section: Mobility Of Phycobilisomes and Photosystem II In Synechococcmentioning

confidence: 99%

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Diffusion of Phycobilisomes on the Thylakoid Membranes of the Cyanobacterium Synechococcus 7942

Sarcina¹,

Tobin²,

Mullineaux³

2001

Journal of Biological Chemistry

124

106

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“…Altas intensidades luminosas causam danos ao aparato fotossintético pela destruição da proteína D1 do fotossistema II (PSII). O aumento das insaturações na membrana foi correlacionado com uma recuperação mais rápida do PSII, permitindo maior tolerância ao estresse (GOMBOS et al, 1997).…”

Section: Sphaerospermopsis Torques-reginae (Anabaena)unclassified

Estudos ecofisiológicos de Sphaerospermopsis torques-reginae (Cyanobacteria): variações no crescimento, produção de pigmentos, lipídeos e peptídeos

Brigagão¹

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Ficha CatalográficaElaborada pela Divisão de Biblioteca e Documentação do Conjunto das Químicas da USP. Br i ga gão , Lu i z Gu s t a vo Go d o y B8 5 4eEstudos ecofisiológicos de Sphaerospermopsis torques-reginae ( Cyanobacteria): variações no crescimento, produção de pigmentos, l i pí d e os e p e p t í d eo s / Lu i z Gu s t a vo G od o y B r i ga g ã o. --S ã o P au l o , 2 0 14 . 7 4p . Dissertação (mestrado) -Faculdade de Ciências Farmacêuticas d a Universidade de São Paulo. Departamento de Análises Clínicas e To xi c ol ógi c a s .Or i e n t a do r : P i n t o , Er na n i Aos meus pais, Saulo e Marialba, pelo amor, apoio e exemplo de vida e por acreditarem em mim.A minha querida irmã Cláudia por todo carinho e apoio.Aos meus avós e tios e primos que me deram apoio em todos os momentos.Ao professor Ernani pela oportunidade de realizar esse trabalho, pela orientação e pelo conhecimento científico transmitido.Às agências de fomento CNPQ, CAPES e FAPESP.Aos professores do programa de pós-graduação em Toxicologia e Análises Toxicológicas.Ao CEFAP-ICB-USP e ao Fernando Almeida pela disponibilidade do equipamento e pelo auxílio com as análises de MALDI-TOF.Aos meus amigos e colegas que ainda estão e que já passaram pelo Laboratório de Toxinas e Produtos Naturais de Algas, Simone, Fabyana, Kazumi, Mariah, Felipe, Fabiane, Ariane, Raquel, Fernanda, Carlos, Bruna, Bárbara, Joseane, Natália, Vania, Ronaldo e Stella.Aos meus amigos próximos, André, Gutto, Victor e Marcelo pela amizade e companhia.Aos meus amigos de Minas Gerais por todo apoio ao longo deste trabalho. As cianobactérias são organismos que vivem dispersos em ecossistemas aquáticos e fazem parte do fitoplâncton. Quando em ambientes eutrofizados por excesso de nutrientes, crescem de maneira acelerada nas chamadas florações (do inglês blooms), e além de poluírem fisicamente as reservas de água, são capazes de produzir potentes toxinas. Outros metabólitos produzidos pelas cianobactérias tem despertado interesse por seu potencial para aplicação farmacêutica e biotecnológica, que abrangem moléculas como proteínas, peptídeos e lipídeos. Os avanços de técnicas cromatográficas e de espectrometria de massas tem possibilitado estudos mais precisos e amplos de biomoléculas de interesse em organismos como cianobactérias. A espécie Sphaerospermopsis torques-reginae já foi registrada no Brasil, porém existem poucos estudos na literatura sobre metabólitos secundários produzidos por essa espécie, cuja produção de anatoxina-a(s) já foi registrada. A produção de anatoxina-a(s) é de difícil estudo, em razão da inexistência de padrão analítico para quantificá-la e das próprias características da molécula. Neste estudo foi avaliada a influência de fatores ambientais sobre o crescimento, formação de heterócitos e produção de pigmentos de uma linhagem de S. torques-reginae, isolada Cyanobacteria are organisms that live dispersed in aquatic ecosystems and belong to phytoplankton. In environments eutrophized by excess of nutrients, they grow at an accelerated rate in so-called b...

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Ecology of cyanobacteria on stone monuments, biodeterioration, and the conservation of cultural heritage

Keshari

Adhikary

2013

Cyanobacteria

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Genetic Enhancement of the Ability to Tolerate Photoinhibition by Introduction of Unsaturated Bonds into Membrane Glycerolipids

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Diffusion of Phycobilisomes on the Thylakoid Membranes of the Cyanobacterium Synechococcus 7942

Diffusion of Phycobilisomes on the Thylakoid Membranes of the Cyanobacterium Synechococcus 7942

Estudos ecofisiológicos de Sphaerospermopsis torques-reginae (Cyanobacteria): variações no crescimento, produção de pigmentos, lipídeos e peptídeos

Ecology of cyanobacteria on stone monuments, biodeterioration, and the conservation of cultural heritage

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