Piano Annuale delle ricerche


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Il ruolo della parete cellulare nello sviluppo e nella difesa della pianta da patogeni

FISIOLOGIA VEGETALE, PATOLOGIA, BIOCHIMICA VEGETALE

Area di Ricerca: Fisiologia Vegetale

Laboratorio e Responsabile Scientifico: Bellincampi Daniela : Fisiologia e Biochimica vegetale

Titolo della Linea di Ricerca: Il ruolo della parete cellulare nello sviluppo e nella difesa della pianta da patogeni

Partecipanti: Cervone Felice, De Lorenzo Giulia, Ferrari Simone, Mattei Benedetta, Lionetti Vincenzo, Pontiggia Daniela, Reca Ida Barbara, Sicilia Francesca, Salvi Gianni

Ricerca nuova: Proseguimento di ricerca:
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Responsabile scientifico della Linea di Ricerca: Daniela Bellincampi, Professore associato, 22867, 22446, daniela.bellincampi@uniroma1.it

Settori Scientifico-Disciplinari interessati dal programma di ricerca: BIO/04

Parole chiave: Parete cellulare, Pectine, inibitori di pectina metilesterasi, sviluppo, difesa

Breve descrizione della Linea di Ricerca:

Le pectine sono una delle maggiori componenti della parete cellulare e la loro struttura è continuamente modificata da enzimi pectici come le poligalatturonasi (PG), pectina metilestarasi (PME),e pectina liasi (PL). Gli enzimi pectici partecipano al rimodellamento della parete cellulare durante processi di sviluppo della pianta ed in risposta a stress biotici e abiotici. Data la loro importanza nella fisiologia della pianta l’attività di questi enzimi è finemente regolata. Oltre al controllo a livello trascrizionale c’è un meccanismo di regolazione dell’attività enzimatica esercitato da specifici inibitori proteici. L’interesse del laboratorio verte sulla caratterizzazione biochimica e molecolare e sul ruolo fisiologico svolto dagli enzimi pectici e dai loro specifici inibitori durante lo crescita della pianta o in risposta ad infezioni da patogeni fungini, batterici o virali. Particolare attenzione è stata rivolta alla caratterizzazione biochimico-molecolare di inibitori della pectina metilesterasi (PMEI) e allo studio delle basi strutturali dell’interazione dell’inibitore con il suo partner enzimatico. Utilizzando sistemi di espressione eterologa, analisi della risonanza plasmonica di superficie (tecnologia BiacoreX) e cristallografia ai raggi X, è stato per la prima volta isolato il complesso PME/PMEI e definita la sua struttura cristallografica. Nel laboratorio inoltre viene effettuata la microanalisi delle componenti strutturali della parete cellulare vegetale attraverso la definizione di tipici profili di spettrometria di massa ottenuti dopo degradazione enzimatica dei polimeri parietali (OLIMP).


Tipologia di Finanziamento della Linea di Ricerca:

PRIN-2004 titolo: Ruolo fisiologico e caratterizzazione degli inibitori vegetali della pectina metilesterasi-Responsabile Daniela Bellincampi
COST 2005- Cost Action 928 –Titolo “Control and exploitation of enzymes for
added-value food products”
PRIN 2005 titolo “Secrezione e interazione di proteine di difesa del “milieu” apoplastici vegetale. Responsabile Giulia De Lorenzo nell’ambito del progetto nazionale “Il “milieu” extracitoplasmatico: La prima linea di difesa nell’immunità innata delle piante” Coordinatore nazionale: Giulia de Lorenzo

Pubblicazioni inerenti la Linea di Ricerca:

Bellincampi D., Camardella L., Delcour J.A., Desseaux V., D’Ovidio R., Durand A., Elliot G., Gebruers K., Giovane A., Juge N., S?rensen J.F., Svensson B., Vairo B. (2004) Potential physiological role of plant glycosidase inhibitor. Biochimica et Biophysica Acta 1696:265-274
D’Ovidio R, Mattei B., Roberti S. and Bellincampi D. (2004) Polygalacturonase, polygalacturonase inhibiting proteins and pectic oligomers in plant pathogen interactions Biochimica et Biophysica Acta 1696:237-244
Sørensen J.F., Kragha K.M., Sibbesen O.,Delcour J.A:, Goesaert H, Svensson B.,. Tahir T. A, Brufau J., Perez-Vendrell A. M., Bellincampi D., D’Ovidio R., Camardella L., Giovane A., Bonnin E, and Juge N.(2004) Potential role of glycosidase inhibitors in industrial biotechnological applications. Biochimica et Biophysica Acta 1696:275-287
Raiola A., Camardella L., Giovane A., Mattei B., De Lorenzo G., Cervone F. and Bellincampi D. (2004) Two Arabidopsis thaliana genes encode functional pectin methylesterase inhibitors FEBS Letters 557:199-203

Di Matteo A., Giovane A., Raiola A., Camardella L., Bonivento D. De Lorenzo G., Cervone F., Bellincampi D. and Tsernoglou D. (2005) Structural basis for the interaction between pectin methylesterase and a specific inhibitor protein. The Plant Cell 17:849-858
Brutus A., Reca I.B., Herga S., Mattei B., Puigserver A., Chaix J.C., Juge N., Bellincampi D., Giardina T. (2005)
A family 11 xylanase from the pathogen Botrytis cinerea is inhibited by plant endoxylanase inhibitors XIP-I and TAXI-I. Biochemical Biophysical Research Communications 337:160-16
Di Matteo A., Bonivento D., Tsernoglou D., Bellincampi D., Cervone F., De Lorenzo G., Raiola A., Giovane A., Camardella L. (2005) Crystal structure of the complex between pectin methylesterase and its inhibitor protein. Elettra Highlights 2004-2005 pp.76-78.
Lionetti V., Raiola A., Camardella L, Giovane A., Obel N., Pauly M., Favaron F., Cervone F., Bellincampi D. (2007) Overexpression of pectin methylesterase inhibitors in Arabidopsis restricts fungal infection by
Botrytis cinerea. Plant Physiology 143:1871-1880

- Brevetto italiano: Brevetto n PD2007A000065 dal titolo “Uso di un inibitore proteico della pectinmetilesterasi per la riduzione della formazione di metanolo in mosti di uva e vinacce e processo per la stessa” Inventori: Anna Lante, Federico Zocca, Paolo Spettoli Giovanna Lomolino, Alessandro Raiola, Daniela Bellincampi, Vincenzo Lionetti, Alfonso Giovane, Laura Camardella


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