Búza tartalékfehérjék funkcionális tulajdonságainak tanulmányozása modell rendszerben = Studying functional properties of wheat storage proteins in a model system
A pályázat célja egy olyan új modell rendszer kidolgozása volt, melyben tanulmányozni tudjuk a búza fehérjék kölcsönhatását a sikér kialakulás során, illetve a búza tartalékfehérjék hatását a tészta minőségére. A választott modell a rizs volt. A modell rendszerben történő vizsgálatnak két eleme volt: tészta rekonstrukciós kísérletek (in vitro), illetve a rizs genetikai transzformációja (in vivo). Kidolgoztunk, illetve adaptáltuk egy a rizsliszt fehérje-összetételének és a rizstészta reológiai paramétereinek meghatározására alkalmas módszert (z-arm mixer), valamit a búza tartalékfehérjék rizsben történő vizsgálatához szükséges redukciós/oxidációs módszert. Vitális glutént, valamit egyes tisztított tartalékfehérje frakciókat (LMW és HMW glutenin gazdag frakciókat), baktériumban expresszált és tisztított glutenin alegység fehérjéket vizsgáltuk in vitro adagolásával és inkorporációval. Az inkorporált fehérjék szignifikáns hatással voltak a rizstészta funkcionális tulajdonságaira. Létrehoztunk és analizáltunk egy HMW glutenin alegységet jelentős mennyiségben expresszáló transzgenikus rizs vonalat. Az így megváltozott fehérje-összetétel jelentős hatással volt a rizstészta funkcionális tulajdonságaira, a tészta erősségére és stabilitására. Az általunk kidolgozott modell újat jelent abban, hogy a búza tartalékfehérjék tulajdonságainak, a tészta szerkezetére gyakorolt hatásának olyan elemei is vizsgálhatók, melyekre korábban nem volt lehetőség az endogén búzafehérjék hatása miatt. | The aim of our work was to study, on one hand the role of the protein interactions during gluten formation and, on the other hand the effects of the wheat storage proteins on the dough quality by in vitro (dough reconstitution) and by in vivo (transformation) methods. To achieve this goal rice was used as a model system. The methods developed for the characterization of wheat dough (micro-z-arm mixer) were adopted to determine the mixing properties of rice flour. A reduction/oxidation procedure was developed to incorporate glutenin subunit proteins into the polymeric protein structure of rice dough. Wheat gluten or its components, such as HMW and LMW wheat glutenin rich fractions, were incorporated in in vitro studies. Results showed that the in vitro incorporated gluten had significant effects on the functional properties of rice dough. Transgenic rice lines were produced and analysed in vivo. Substantial amounts of wheat HMW glutenin subunit (HMW-GS) was expressed in the endosperm of the transgenic rice seed. This alteration had remarkable effects on the functional properties, including dough strength and stability, of the transgenic rice flour. Our results demonstrated the potential of rice flour as a model system in wheat storage proteins structure-function studies, to determine the mechanism and the specificity of disulphide bond formation, furthermore the role of the protein interactions in wheat gluten formation
