DELLA-proteiner är bevarade mastertillväxtregulatorersom spelar en central roll för att kontrollera växtutvecklingen som svar på interna och miljömässiga signaler. DELLA fungerar som en transkriptionsregulator och rekryteras för att målinrikta promotorer genom att binda till transkriptionsfaktorer (TF) och histon H2A genom dess GRAS-domän. Nyligen genomförda studier har visat att DELLA-stabilitet regleras posttranslationellt genom två mekanismer: polyubiquitination inducerad av fytohormonet gibberellin, vilket leder till dess snabba nedbrytning, och konjugering av små ubiquitin-liknande modifierare (SUMO) för att öka dess ackumulering. Dessutom regleras DELLA-aktivitet dynamiskt av två olika glykosyleringar: DELLA-TF-interaktionen förstärks av O-fukosylering men hämmas av O-kopplad N-acetylglukosamin (O-GlcNAc) modifiering. Rollen för DELLA-fosforylering är dock fortfarande oklar, eftersom tidigare studier har visat motstridiga resultat, allt från de som visar att fosforylering främjar eller minskar DELLA-nedbrytning till andra som visar att fosforylering inte påverkar dess stabilitet. Här identifierar vi fosforyleringsställen i REPRESSORga1-3(RGA, AtDELLA) renad från Arabidopsis thaliana genom masspektrometrianalys och visar att fosforylering av två RGA-peptider vid PolyS- och PolyS/T-regionerna främjar H2A-bindning och förbättrad RGA-aktivitet. Förening av RGA med målpromotorer. Fosforylering påverkar inte RGA-TF-interaktioner eller RGA-stabilitet. Vår studie avslöjar den molekylära mekanismen genom vilken fosforylering inducerar DELLA-aktivitet.
För att belysa fosforyleringens roll för att reglera DELLA-funktionen är det viktigt att identifiera DELLA-fosforyleringsställen in vivo och utföra funktionella analyser i växter. Genom affinitetsrening av växtextrakt följt av MS/MS-analys identifierade vi flera fosfositer i RGA. Under förhållanden med GA-brist ökar RHA-fosforyleringen, men fosforyleringen påverkar inte dess stabilitet. Viktigt är att co-IP och ChIP-qPCR-analyser avslöjade att fosforylering vid PolyS/T-regionen av RGA främjar dess interaktion med H2A och dess association med målpromotorer, vilket avslöjar mekanismen genom vilken fosforylering inducerar RGA-funktion.
RGA rekryteras för att rikta kromatin genom interaktionen av LHR1-subdomänen med TF och binder sedan till H2A genom dess PolyS/T-region och PFYRE-subdomän, och bildar H2A-RGA-TF-komplexet för att stabilisera RGA. Fosforylering av Pep 2 i PolyS/T-regionen mellan DELLA-domänen och GRAS-domänen av ett oidentifierat kinas ökar RGA-H2A-bindningen. rgam2A-mutantproteinet avskaffar RGA-fosforylering och antar en annan proteinkonformation för att störa H2A-bindning. Detta resulterar i destabilisering av övergående TF-rgam2A-interaktioner och dissociering av rgam2A från målkromatin. Denna figur visar endast RGA-medierad transkriptionell repression. Ett liknande mönster skulle kunna beskrivas för RGA-medierad transkriptionell aktivering, förutom att H2A-RGA-TF-komplexet skulle främja målgentranskription och defosforylering av rgam2A skulle minska transkriptionen. Figur modifierad från Huang et al.21.
Alla kvantitativa data analyserades statistiskt med hjälp av Excel, och signifikanta skillnader bestämdes med Students t-test. Inga statistiska metoder användes för att preliminärt bestämma provstorleken. Inga data exkluderades från analysen; experimentet var inte randomiserat; forskarna var inte blinda för distributionen av data under experimentet och utvärderingen av resultaten. Provstorleken anges i figurförklaringen och källdatafilen.
För mer information om studiens design, se Natural Portfolio Report Abstract som är kopplat till den här artikeln.
Proteomikdata från masspektrometri har bidragit till ProteomeXchange-konsortiet genom PRIDE66-partnerförrådet med datauppsättningsidentifieraren PXD046004. Alla andra data som erhållits under denna studie presenteras i kompletterande information, kompletterande datafiler och rådatafiler. Källdata tillhandahålls för den här artikeln.
Posttid: 2024-nov-08