DELLA proteíny sú konzervované masterregulátorov rastuktoré zohrávajú ústrednú úlohu pri riadení vývoja rastlín v reakcii na vnútorné a environmentálne podnety. DELLA pôsobí ako transkripčný regulátor a získava sa na cieľové promótory väzbou na transkripčné faktory (TF) a histón H2A prostredníctvom svojej domény GRAS. Nedávne štúdie ukázali, že stabilita DELLA je posttranslačne regulovaná prostredníctvom dvoch mechanizmov: polyubikvitinácia indukovaná fytohormónom giberelín, ktorý vedie k jeho rýchlej degradácii, a konjugácia malých modifikátorov podobných ubikvitínu (SUMO) na zvýšenie jeho akumulácie. Okrem toho je aktivita DELLA dynamicky regulovaná dvoma rôznymi glykozyláciami: interakcia DELLA-TF je zosilnená O-fukozyláciou, ale inhibovaná modifikáciou O-viazaného N-acetylglukózamínu (O-GlcNAc). Úloha fosforylácie DELLA však zostáva nejasná, pretože predchádzajúce štúdie ukázali protichodné výsledky, od tých, ktoré ukazujú, že fosforylácia podporuje alebo znižuje degradáciu DELLA, až po iné, ktoré ukazujú, že fosforylácia neovplyvňuje jej stabilitu. Tu identifikujeme miesta fosforylácie v REPRESSOREga1-3(RGA, AtDELLA) purifikovaný z Arabidopsis thaliana analýzou hmotnostnej spektrometrie a ukazujú, že fosforylácia dvoch RGA peptidov v oblastiach PolyS a PolyS/T podporuje väzbu H2A a zvyšuje aktivitu RGA. Asociácia RGA s cieľovými promótormi. Je pozoruhodné, že fosforylácia neovplyvňuje interakcie RGA-TF alebo stabilitu RGA. Naša štúdia odhaľuje molekulárny mechanizmus, ktorým fosforylácia indukuje aktivitu DELLA.
Na objasnenie úlohy fosforylácie pri regulácii funkcie DELLA je dôležité identifikovať miesta fosforylácie DELLA in vivo a vykonať funkčné analýzy v rastlinách. Afinitnou purifikáciou rastlinných extraktov s následnou MS/MS analýzou sme identifikovali niekoľko fosfozitov v RGA. V podmienkach nedostatku GA sa fosforylácia RHA zvyšuje, ale fosforylácia neovplyvňuje jej stabilitu. Dôležité je, že testy co-IP a ChIP-qPCR odhalili, že fosforylácia v oblasti PolyS/T RGA podporuje jeho interakciu s H2A a jeho spojenie s cieľovými promótormi, čo odhaľuje mechanizmus, ktorým fosforylácia indukuje funkciu RGA.
RGA sa získava na cieľový chromatín prostredníctvom interakcie subdomény LHR1 s TF a potom sa viaže na H2A prostredníctvom svojej oblasti PolyS / T a subdomény PFYRE, čím sa vytvára komplex H2A-RGA-TF na stabilizáciu RGA. Fosforylácia Pep 2 v oblasti PolyS/T medzi doménou DELLA a doménou GRAS neidentifikovanou kinázou zvyšuje väzbu RGA-H2A. Mutantný proteín rgam2A ruší fosforyláciu RGA a prijíma inú proteínovú konformáciu, aby interferovala s väzbou H2A. To má za následok destabilizáciu prechodných interakcií TF-rgam2A a disociáciu rgam2A od cieľového chromatínu. Tento obrázok znázorňuje iba RGA-sprostredkovanú transkripčnú represiu. Podobný vzorec by sa dal opísať pre aktiváciu transkripcie sprostredkovanú RGA, okrem toho, že komplex H2A-RGA-TF by podporoval transkripciu cieľového génu a defosforylácia rgam2A by znížila transkripciu. Obrázok modifikovaný z Huang et al.21.
Všetky kvantitatívne údaje boli štatisticky analyzované pomocou Excelu a významné rozdiely boli stanovené pomocou Studentovho t testu. Na predbežné určenie veľkosti vzorky neboli použité žiadne štatistické metódy. Z analýzy neboli vylúčené žiadne údaje; experiment nebol náhodný; výskumníci neboli slepí k distribúcii údajov počas experimentu a vyhodnocovaniu výsledkov. Veľkosť vzorky je uvedená v legende obrázku a zdrojovom dátovom súbore.
Ďalšie informácie o dizajne štúdie nájdete v abstrakte správy o prirodzenom portfóliu spojenom s týmto článkom.
Proteomické údaje hmotnostnej spektrometrie boli poskytnuté konzorciu ProteomeXchange prostredníctvom partnerského úložiska PRIDE66 s identifikátorom súboru údajov PXD046004. Všetky ostatné údaje získané počas tejto štúdie sú uvedené v doplnkových informáciách, doplnkových dátových súboroch a nespracovaných dátových súboroch. Zdrojové údaje sú poskytnuté pre tento článok.
Čas uverejnenia: 8. novembra 2024