DELLA протеините са запазени главнирегулатори на растежакоито играят централна роля в контролирането на развитието на растенията в отговор на вътрешни и екологични сигнали. DELLA действа като транскрипционен регулатор и се набира за насочване към промотори чрез свързване с транскрипционни фактори (TFs) и хистон H2A чрез своя GRAS домейн. Последните проучвания показват, че стабилността на DELLA се регулира след транслация чрез два механизма: полиубиквитинация, индуцирана от фитохормона гиберелин, което води до неговото бързо разграждане, и конюгиране на малки убиквитин-подобни модификатори (SUMO), за да се увеличи натрупването му. В допълнение, активността на DELLA се регулира динамично от две различни гликозилации: взаимодействието DELLA-TF се засилва от О-фукозилиране, но се инхибира от модификация на О-свързан N-ацетилглюкозамин (O-GlcNAc). Въпреки това, ролята на фосфорилирането на DELLA остава неясна, тъй като предишни проучвания показват противоречиви резултати, вариращи от тези, показващи, че фосфорилирането насърчава или намалява разграждането на DELLA до други, показващи, че фосфорилирането не засяга неговата стабилност. Тук идентифицираме местата на фосфорилиране в REPRESSORga1-3(RGA, AtDELLA), пречистени от Arabidopsis thaliana чрез масспектрометричен анализ и показват, че фосфорилирането на два RGA пептида в PolyS и PolyS/T регионите насърчава H2A свързването и засилената RGA активност. Асоцииране на RGA с целеви промоутъри. Трябва да се отбележи, че фосфорилирането не засяга RGA-TF взаимодействията или стабилността на RGA. Нашето изследване разкрива молекулярния механизъм, чрез който фосфорилирането индуцира DELLA активност.
За да се изясни ролята на фосфорилирането в регулирането на функцията на DELLA, е изключително важно да се идентифицират местата на фосфорилиране на DELLA in vivo и да се извършат функционални анализи в растенията. Чрез афинитетно пречистване на растителни екстракти, последвано от MS/MS анализ, идентифицирахме няколко фосфозита в RGA. При условия на дефицит на GA, фосфорилирането на RHA се увеличава, но фосфорилирането не засяга неговата стабилност. Важно е, че co-IP и ChIP-qPCR анализите разкриха, че фосфорилирането в PolyS/T региона на RGA насърчава неговото взаимодействие с H2A и свързването му с целевите промотори, разкривайки механизма, чрез който фосфорилирането индуцира функцията на RGA.
RGA се набира за насочване към хроматин чрез взаимодействието на LHR1 поддомейна с TF и след това се свързва с H2A чрез неговия PolyS/T регион и PFYRE поддомейн, образувайки H2A-RGA-TF комплекса за стабилизиране на RGA. Фосфорилирането на Pep 2 в PolyS/T областта между DELLA домейна и GRAS домейна от неидентифицирана киназа усилва RGA-H2A свързването. Мутантният протеин rgam2A премахва RGA фосфорилирането и приема различна протеинова конформация, за да пречи на свързването на H2A. Това води до дестабилизиране на преходните TF-rgam2A взаимодействия и дисоциация на rgam2A от целевия хроматин. Тази фигура изобразява само RGA-медиирана транскрипционна репресия. Подобен модел може да бъде описан за RGA-медиирано транскрипционно активиране, с изключение на това, че комплексът H2A-RGA-TF би насърчил транскрипцията на целевия ген и дефосфорилирането на rgam2A би намалило транскрипцията. Фигура, модифицирана от Huang et al.21.
Всички количествени данни бяха статистически анализирани с помощта на Excel и значителните разлики бяха определени с помощта на t теста на Student. Не са използвани статистически методи за предварително определяне на размера на извадката. Никакви данни не бяха изключени от анализа; експериментът не е рандомизиран; изследователите не са били слепи за разпределението на данните по време на експеримента и оценката на резултатите. Размерът на извадката е посочен в легендата на фигурата и файла с изходни данни.
За повече информация относно дизайна на изследването вижте резюмето на отчета за естествено портфолио, свързано с тази статия.
Протеомичните данни за масовата спектрометрия са предоставени на консорциума ProteomeXchange чрез партньорското хранилище PRIDE66 с идентификатор на набор от данни PXD046004. Всички други данни, получени по време на това проучване, са представени в допълнителната информация, файловете с допълнителни данни и файловете с необработени данни. За тази статия са предоставени изходни данни.
Време на публикуване: 8 ноември 2024 г