Οι πρωτεΐνες DELLA είναι συντηρημένες κύριεςρυθμιστές ανάπτυξηςπου παίζουν κεντρικό ρόλο στον έλεγχο της ανάπτυξης των φυτών ως απόκριση σε εσωτερικές και περιβαλλοντικές ενδείξεις. Το DELLA δρα ως μεταγραφικός ρυθμιστής και στρατολογείται για να στοχεύει προαγωγείς δεσμεύοντας τους μεταγραφικούς παράγοντες (TF) και την ιστόνη H2A μέσω του τομέα GRAS του. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η σταθερότητα του DELLA ρυθμίζεται μετα-μεταφραστικά μέσω δύο μηχανισμών: πολυουβικιτίνης που προκαλείται από τη φυτοορμόνη γιββερελίνη, η οποία οδηγεί σε ταχεία αποικοδόμησή της και σύζευξη μικρών τροποποιητών που μοιάζουν με ουβικιτίνη (SUMO) για αύξηση της συσσώρευσής της. Επιπλέον, η δραστηριότητα DELLA ρυθμίζεται δυναμικά από δύο διαφορετικές γλυκοσυλιώσεις: η αλληλεπίδραση DELLA-TF ενισχύεται από Ο-φουκοζυλίωση αλλά αναστέλλεται από τροποποίηση Ο-συνδεδεμένης Ν-ακετυλογλυκοζαμίνης (O-GlcNAc). Ωστόσο, ο ρόλος της φωσφορυλίωσης DELLA παραμένει ασαφής, καθώς προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει αντικρουόμενα αποτελέσματα, που κυμαίνονται από εκείνα που δείχνουν ότι η φωσφορυλίωση προάγει ή μειώνει την αποικοδόμηση της DELLA έως άλλες που δείχνουν ότι η φωσφορυλίωση δεν επηρεάζει τη σταθερότητά της. Εδώ, προσδιορίζουμε τις θέσεις φωσφορυλίωσης στο REPRESSORga1-3(RGA, AtDELLA) καθαρίστηκε από Arabidopsis thaliana με ανάλυση φασματομετρίας μάζας και δείχνει ότι η φωσφορυλίωση δύο πεπτιδίων RGA στις περιοχές PolyS και PolyS/T προάγει τη δέσμευση H2A και την ενισχυμένη δραστηριότητα RGA. Συσχέτιση RGA με προωθητές-στόχους. Συγκεκριμένα, η φωσφορυλίωση δεν επηρεάζει τις αλληλεπιδράσεις RGA-TF ή τη σταθερότητα του RGA. Η μελέτη μας αποκαλύπτει τον μοριακό μηχανισμό με τον οποίο η φωσφορυλίωση επάγει τη δραστηριότητα DELLA.
Για να αποσαφηνιστεί ο ρόλος της φωσφορυλίωσης στη ρύθμιση της λειτουργίας DELLA, είναι σημαντικό να εντοπιστούν οι θέσεις φωσφορυλίωσης DELLA in vivo και να πραγματοποιηθούν λειτουργικές αναλύσεις στα φυτά. Με καθαρισμό συγγένειας φυτικών εκχυλισμάτων ακολουθούμενο από ανάλυση MS/MS, εντοπίσαμε αρκετούς φωσφωσίτες στο RGA. Υπό συνθήκες ανεπάρκειας GA, η φωσφορυλίωση RHA αυξάνεται, αλλά η φωσφορυλίωση δεν επηρεάζει τη σταθερότητά της. Είναι σημαντικό ότι οι αναλύσεις co-IP και ChIP-qPCR αποκάλυψαν ότι η φωσφορυλίωση στην περιοχή PolyS/T του RGA προάγει την αλληλεπίδρασή της με το H2A και τη συσχέτισή του με τους προαγωγείς-στόχους, αποκαλύπτοντας τον μηχανισμό με τον οποίο η φωσφορυλίωση επάγει τη λειτουργία RGA.
Το RGA στρατολογείται για τη στόχευση της χρωματίνης μέσω της αλληλεπίδρασης του υποτομέα LHR1 με το TF και στη συνέχεια συνδέεται με το H2A μέσω της περιοχής PolyS/T και του υποτομέα PFYRE, σχηματίζοντας το σύμπλεγμα H2A-RGA-TF για τη σταθεροποίηση του RGA. Η φωσφορυλίωση του Pep 2 στην περιοχή PolyS/T μεταξύ της περιοχής DELLA και της περιοχής GRAS από μια μη αναγνωρισμένη κινάση ενισχύει τη δέσμευση RGA-H2A. Η μεταλλαγμένη πρωτεΐνη rgam2A καταργεί τη φωσφορυλίωση RGA και υιοθετεί μια διαφορετική πρωτεϊνική διαμόρφωση για να παρεμβαίνει στη δέσμευση H2A. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αποσταθεροποίηση των παροδικών αλληλεπιδράσεων TF-rgam2A και τη διάσταση του rgam2A από τη χρωματίνη στόχο. Αυτό το σχήμα απεικονίζει μόνο μεταγραφική καταστολή μέσω RGA. Ένα παρόμοιο μοτίβο θα μπορούσε να περιγραφεί για τη μεταγραφική ενεργοποίηση με τη μεσολάβηση RGA, εκτός από το ότι το σύμπλεγμα H2A-RGA-TF θα προωθούσε τη μεταγραφή του γονιδίου στόχου και η αποφωσφορυλίωση του rgam2A θα μείωνε τη μεταγραφή. Το σχήμα τροποποιήθηκε από τους Huang et al.21.
Όλα τα ποσοτικά δεδομένα αναλύθηκαν στατιστικά χρησιμοποιώντας το Excel και οι σημαντικές διαφορές προσδιορίστηκαν χρησιμοποιώντας το Student's t test. Δεν χρησιμοποιήθηκαν στατιστικές μέθοδοι για τον προκαταρκτικό προσδιορισμό του μεγέθους του δείγματος. Δεν εξαιρέθηκαν δεδομένα από την ανάλυση. το πείραμα δεν ήταν τυχαιοποιημένο. οι ερευνητές δεν ήταν τυφλοί στη διανομή των δεδομένων κατά τη διάρκεια του πειράματος και την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. Το μέγεθος του δείγματος υποδεικνύεται στο υπόμνημα του σχήματος και στο αρχείο δεδομένων προέλευσης.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το σχεδιασμό της μελέτης, ανατρέξτε στην Περίληψη της αναφοράς Natural Portfolio που σχετίζεται με αυτό το άρθρο.
Τα δεδομένα πρωτεομικής φασματομετρίας μάζας έχουν συνεισφέρει στην κοινοπραξία ProteomeXchange μέσω του αποθετηρίου συνεργατών PRIDE66 με αναγνωριστικό δεδομένων PXD046004. Όλα τα άλλα δεδομένα που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια αυτής της μελέτης παρουσιάζονται στα αρχεία συμπληρωματικών πληροφοριών, συμπληρωματικών δεδομένων και αρχείων ακατέργαστων δεδομένων. Τα δεδομένα πηγής παρέχονται για αυτό το άρθρο.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-08-2024