Clone-specific differences and dynamics of abiotic stress effects on the Daphnia pulex proteome

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Zusammenfassung

Daphnia pulex unterliegt in ihrem Habitat starken Futter- und Temperatur-Schwankungen. Veränderungen der Protein-Expression innerhalb des Proteoms während akutem Hunger-, Hitze- und kombiniertem Hunger- und Hitze-Stress wurden in dieser Arbeit in zwei unterschiedlichen D. pulex-Klonen durch 2D-Gelelektrophorese und Massenspektrometrie untersucht. Viele der bestimmten Protein-Isoformen waren nach Hunger- und/oder Hitze-Stress in beiden Klonen herauf- oder herunterregeguliert, wobei die Stärke der Expression und die regulatorischen Muster variierten. Glutathion-Transferasen, V-ATPase-Untereinheiten, Zytoskelett-Proteine und Chaperone waren signifikant heraufreguliert, Proteine für Proteolyse, Kohlenhydrat-Bindung oder Metabolismus waren herunterreguliert. Die Expression aller Proteine folgte spezifischen zeitlichen Mustern. Die Verfügbarkeit von Futter zeigten Klon-spezifische Unterschiede im Überleben, dem Gesamtproteingehalt und der Protein-Expression während akutem Hitze-Stress.

Abstract

Daphnia pulex is challenged by severe food and temperature changes in its habitat. To identify cellular adjustments in protein expression during acute starvation, heat-stress and the combination of both stress types; the proteomes of two D. pulex clones were studied by 2D gel electrophoresis and mass spectrometry. Several protein isoforms were up- or down-regulated in both clones during acute heat-stress and/or starvation. The expression varied in intensity and regulatory patterns between both clones. Glutathion transferases, V-ATPase subunits, cytoskeleton-proteins and chaperones were significantly up-regulated, proteins for proteolytic processes and carbohydrate binding or metabolism were down-regulated. The expression of all proteins followed specific temporal patterns. Availability of food resources revealed fundamental clone specific differences in survival, total protein content and protein expression during acute heat-stress.

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