Published November 4, 1992 | Version v1
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Effects of the ionizing treatment on the cherry-tomato pericarp protein synthesis

Description

The application of a massive dose of gamma rays to cherry-tomato pericarps picked at mature-green stage leads to a fall in protein metabolism within 6 h following treatment. This fall is exponential with the dose of irradiation (D50 = 1.5 kGy). The initial level of protein metabolism is restored in the 24 h following treatment. The de novo synthesis of several proteins, referred to as GIPs ('gamma-induced proteins') was observed upon irradiation. These proteins can be separated into 3 groups: GIPs of group 1 are synthesized only during the 6 h following treatment, while GIPs of group 2 are synthesized during the 48 h following treatment, and GIPs of group 3 are progressively induced between 6 h and 48 h following treatment. Among the proteins of group 1, 3 proteins (G20, G24 and G39) are intensively induced, proportionally to the dose of irradiation. G20, G24 and other GIPs have been identified as heat shock proteins. Some of them are also induced by the peroxide of linoleic acid. The proteins of group 1 might play a role in the protection and repairing of cellular structures such as DNA, ribosomes or membranes. Proteins of groups 2 and 3 might play a similar role, or be implied in the degradation of toxic compounds generated during treatment. This hypothesis is comforted by the induction of chitinase activity in irradiated pericarps, which was found to be maximal after 4 days following treatment, and have been related to the neosynthesis of several isoenzymes (3 acidic, 1 neutral and 1 basic). The induction of these proteins seems to be due to ethylene and parietal oligosaccharides. These results show that irradiation of tomato pericarps triggers a stress response, involving the de novo synthesis of many proteins. The mechanisms implied in this response are related to heat shock and oxidative stresses, but also to mechanisms of defense against pathogens. However, this response shows specificities, that may be characterized by analysing more deeply the regulation of the expression of GIPs. (author)

Abstract (French)

L'application d'une dose massive de rayons gamma (traitement ionisant) sur le pericarpe de tomate-cerise vert-mature conduit a une diminution du metabolisme proteique dans les 6 h qui suivent le traitement. Cette diminution suit une loi exponentielle en fonction de la dose d'irradiation, une D50 pouvant etre definie pour une dose de 1,5 kGy. A 3 kGy, on constate une restauration du niveau initial dans les 24 h qui suivent le traitement. Cette action sur le metabolisme proteique s'accompagne d'une induction de la synthese de plusieurs proteines, appelees GIP ('gamma-induced proteins'), pouvant etre separees en 3 groupes en fonction de leur cinetique d'induction: les GIP du groupe 1 sont synthetisees uniquement au cours des 6 h qui suivent le traitement, la synthese des GIP du groupe 2 se maintient pendant au moins 48 h apres traitement, tandis que celles du groupe 3 apparaissent progressivement dans les 48 h qui suivent le traitement. Parmi les GIP du groupe 1 on note plus particulierement 3 proteines (G20, G24 et G39) dont l'induction est tres intense et proportionnelle a la dose d'irradiation. G20 et G24, ainsi que d'autres GIP, ont ete identifiees comme etant des proteines de choc thermique. Certaines d'entre elles, et notamment G24, sont aussi induites par l'application d'hydroperoxyde de l'acide linoleique. Les proteines du groupe 1 joueraient un role dans la protection et la reparation de certaines structures cellulaires (ADN, ribosomes, membranes) ou dans la degradation des composes toxiques generes au cours du traitement. Les proteines des groupes 2 et 3 pourraient jouer un role similaire ou etre impliquees dans des mecanismes plus generaux de senescense et de defense. Cette derniere hypothese est appuyee par la mise en evidence d'une augmentation de l'activite chitinase dans le pericarpe ionise. Cette induction, maximale au bout de 4 jours, a ete attribuee a la neosynthese de plusieurs isoenzymes (3 acides, 1 basique et 1 neutre). L'induction de ces proteines semble due a des oligosaccharides parietaux, agissant en synergie avec l'ethylene. Ces resultats montrent que le traitement ionisant induit, chez le pericarpe de tomate, une reponse de stress faisant intervenir la neosynthese de nombreuses proteines. Cette reponse suit un mecanisme complexe, presentant des similitudes avec le choc thermique ou les stress oxydants, ainsi qu'avec les reactions de defense contre les agents pathogenes. Cependant, la reponse a l'ionisation presente aussi des specificites, qui pourront etre mieux caracterisees grace a une analyse plus approfondie de la regulation de l'expression des GIP. (auteur)

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Original title (French)
Effets du traitement ionisant sur la synthese proteique du pericarpe de tomate-cerise

Publishing Information

Imprint Pagination
145 p.
Report number
FRCEA-TH--13660

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Notes
114 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses