DELLA-proteiner er konserverede masterproteiner.vækstregulatorerder spiller en central rolle i at kontrollere planters udvikling som reaktion på interne og miljømæssige signaler. DELLA fungerer som en transkriptionsregulator og rekrutteres til målrettede promotorer ved at binde til transkriptionsfaktorer (TF'er) og histon H2A gennem dets GRAS-domæne. Nyere undersøgelser har vist, at DELLA-stabilitet reguleres posttranslationelt gennem to mekanismer: polyubiquitinering induceret af fytohormonet gibberellin, hvilket fører til dets hurtige nedbrydning, og konjugering af små ubiquitinlignende modifikatorer (SUMO) for at øge dets akkumulering. Derudover reguleres DELLA-aktivitet dynamisk af to forskellige glycosyleringer: DELLA-TF-interaktionen forstærkes af O-fucosylering, men hæmmes af O-bundet N-acetylglucosamin (O-GlcNAc) modifikation. Rollen af DELLA-fosforylering forbliver dog uklar, da tidligere undersøgelser har vist modstridende resultater, lige fra dem, der viser, at fosforylering fremmer eller reducerer DELLA-nedbrydning, til andre, der viser, at fosforylering ikke påvirker dets stabilitet. Her identificerer vi fosforyleringssteder i REPRESSORga1-3(RGA, AtDELLA) oprenset fra Arabidopsis thaliana ved massespektrometrianalyse og viser, at fosforylering af to RGA-peptider i PolyS- og PolyS/T-regionerne fremmer H2A-binding og forbedret RGA-aktivitet. Association af RGA med målpromotorer. Bemærkelsesværdigt påvirker fosforylering ikke RGA-TF-interaktioner eller RGA-stabilitet. Vores undersøgelse afslører den molekylære mekanisme, hvorved fosforylering inducerer DELLA-aktivitet.
For at belyse fosforyleringens rolle i reguleringen af DELLA-funktionen er det afgørende at identificere DELLA-fosforyleringssteder in vivo og udføre funktionelle analyser i planter. Ved affinitetsoprensning af planteekstrakter efterfulgt af MS/MS-analyse identificerede vi adskillige fosfositter i RGA. Under GA-mangel øges RHA-fosforyleringen, men fosforyleringen påvirker ikke dens stabilitet. Det er vigtigt at bemærke, at co-IP- og ChIP-qPCR-analyser viste, at fosforylering i PolyS/T-regionen af RGA fremmer dens interaktion med H2A og dens association med målpromotorer, hvilket afslører den mekanisme, hvorved fosforylering inducerer RGA-funktion.
RGA rekrutteres til målkromatin gennem interaktionen mellem LHR1-underdomænet og TF og binder derefter til H2A gennem dets PolyS/T-region og PFYRE-underdomæne, hvorved H2A-RGA-TF-komplekset dannes for at stabilisere RGA. Fosforylering af Pep 2 i PolyS/T-regionen mellem DELLA-domænet og GRAS-domænet af en uidentificeret kinase forstærker RGA-H2A-binding. Mutantproteinet rgam2A ophæver RGA-fosforylering og antager en anden proteinkonformation for at interferere med H2A-binding. Dette resulterer i destabilisering af forbigående TF-rgam2A-interaktioner og dissociation af rgam2A fra målkromatin. Denne figur viser kun RGA-medieret transkriptionel repression. Et lignende mønster kunne beskrives for RGA-medieret transkriptionel aktivering, bortset fra at H2A-RGA-TF-komplekset ville fremme målgentranskription, og defosforylering af rgam2A ville mindske transkription. Figur modificeret fra Huang et al.21.
Alle kvantitative data blev statistisk analyseret ved hjælp af Excel, og signifikante forskelle blev bestemt ved hjælp af Student's t-test. Der blev ikke anvendt statistiske metoder til foreløbigt at bestemme stikprøvestørrelsen. Ingen data blev udeladt fra analysen; eksperimentet var ikke randomiseret; forskerne var ikke blinde for fordelingen af data under eksperimentet og evalueringen af resultaterne. Stikprøvestørrelsen er angivet i figurforklaringen og kildedatafilen.
For mere information om studiedesignet, se Natural Portfolio Report Abstract, der er knyttet til denne artikel.
Massespektrometriproteomikdata er blevet bidraget til ProteomeXchange-konsortiet gennem PRIDE66-partnerarkivet med datasæt-id'et PXD046004. Alle andre data, der er indsamlet under dette studie, er præsenteret i de supplerende oplysninger, de supplerende datafiler og rådatafilerne. Kildedata er angivet for denne artikel.
Opslagstidspunkt: 8. november 2024