Heavy Metal Toxicity in Plants: Proteomics Approach

Abstract

ÖzetAğır metal kirliliği, insan sağlığını olumsuz etkileyen ve tarımsal verimde kayıplara neden olan önemli çevresel tehlikelerden biridir. Bitki hücresinin en önemli fonksiyonu, kendi savunması için ağır metal stresine karşı cevap vermektir. Ağır metal stresine cevap olarak fonksiyonel genler veya proteinlerin teşhisi stres cevaplarının moleküler mekanizmalarının anlaşılmasında önemli bir basamaktır. Protein ekspresyonu sadece transkripsiyonel seviyede değil, aynı zamanda translasyonel ve post-translasyonel seviyelerde de düzenlenmektedir. Bu nedenle, farklı stres koşulları altında bitki proteomundaki değişimleri araştırmak önemlidir. Genom tarafından eksprese olan proteinlerin geniş ölçekli analizi olarak tanımlanan proteomik, sadece proteomun tamamını tanımlamak için değil, aynı zamanda ağır metal stresi gibi farklı fizyolojik koşullar altındaki proteomların karşılaştırılması için güçlü bir moleküler araçtır. Bu derlemede, proteomik teknolojileri ve bitkilerde farklı metabolik olaylarda rolü olan ağır metal teşvikli proteinler tartışılmıştır. Heavy Metal Toxicity in Plants: Proteomics Approach Key wordsPlants; Heavy Metal; Toxicity; Proteomics; Mass Spectrometry AbstractHeavy metal contamination is one of the major environmental hazards, leading to losses in agricultural yields and harmfully affecting human health. The most crucial function of plant cell is to respond against heavy metal stress for self-defence. The identification of the functional genes or proteins that are involved in responses to heavy-metal stress is a fundamental step in understanding the molecular mechanisms of stress responses. Protein expression is regulated not only at the transcriptional level, but also at the translational and post-translational levels. Therefore, it is crucial to investigate the changes in plant proteome under different stress conditions. Proteomics, defined as the large-scale analysis of proteins expressed by the genome, is not only a powerful molecular tool for describing complete proteome, but also for comparative proteomes under different physiological conditions, such as heavy metal stress. In this review, proteomics technologies, and heavy metal induced proteins which play a role in different metabolic events in plants are discussed.