Protein DELLA adalah master yang terlestarikan.pengatur pertumbuhanDELLA memainkan peran sentral dalam mengendalikan perkembangan tanaman sebagai respons terhadap isyarat internal dan lingkungan. DELLA bertindak sebagai regulator transkripsi dan direkrut ke promoter target dengan mengikat faktor transkripsi (TF) dan histon H2A melalui domain GRAS-nya. Studi terbaru menunjukkan bahwa stabilitas DELLA diatur secara pasca-translasi melalui dua mekanisme: poliubikuitinasi yang diinduksi oleh fitohormon gibberellin, yang menyebabkan degradasinya yang cepat, dan konjugasi pengubah mirip ubikuitin kecil (SUMO) untuk meningkatkan akumulasinya. Selain itu, aktivitas DELLA diatur secara dinamis oleh dua glikosilasi yang berbeda: interaksi DELLA-TF ditingkatkan oleh O-fukosilasi tetapi dihambat oleh modifikasi O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc). Namun, peran fosforilasi DELLA masih belum jelas, karena studi sebelumnya menunjukkan hasil yang bertentangan, mulai dari yang menunjukkan bahwa fosforilasi mendorong atau mengurangi degradasi DELLA hingga yang menunjukkan bahwa fosforilasi tidak memengaruhi stabilitasnya. Di sini, kami mengidentifikasi situs fosforilasi pada REPRESSOR.ga1-3(RGA, AtDELLA) dimurnikan dari Arabidopsis thaliana melalui analisis spektrometri massa dan menunjukkan bahwa fosforilasi dua peptida RGA pada daerah PolyS dan PolyS/T mendorong pengikatan H2A dan meningkatkan aktivitas RGA. Asosiasi RGA dengan promotor target. Yang penting, fosforilasi tidak memengaruhi interaksi RGA-TF atau stabilitas RGA. Studi kami mengungkapkan mekanisme molekuler di mana fosforilasi menginduksi aktivitas DELLA.
Untuk menjelaskan peran fosforilasi dalam mengatur fungsi DELLA, sangat penting untuk mengidentifikasi situs fosforilasi DELLA secara in vivo dan melakukan analisis fungsional pada tanaman. Dengan pemurnian afinitas ekstrak tanaman yang diikuti oleh analisis MS/MS, kami mengidentifikasi beberapa situs fosforilasi pada RGA. Dalam kondisi defisiensi GA, fosforilasi RHA meningkat, tetapi fosforilasi tidak memengaruhi stabilitasnya. Yang penting, uji co-IP dan ChIP-qPCR mengungkapkan bahwa fosforilasi pada daerah PolyS/T RGA mendorong interaksinya dengan H2A dan asosiasinya dengan promotor target, mengungkapkan mekanisme di mana fosforilasi menginduksi fungsi RGA.
RGA direkrut ke kromatin target melalui interaksi subdomain LHR1 dengan TF dan kemudian berikatan dengan H2A melalui wilayah PolyS/T dan subdomain PFYRE-nya, membentuk kompleks H2A-RGA-TF untuk menstabilkan RGA. Fosforilasi Pep 2 di wilayah PolyS/T antara domain DELLA dan domain GRAS oleh kinase yang tidak teridentifikasi meningkatkan ikatan RGA-H2A. Protein mutan rgam2A menghilangkan fosforilasi RGA dan mengadopsi konformasi protein yang berbeda untuk mengganggu ikatan H2A. Hal ini mengakibatkan destabilisasi interaksi TF-rgam2A sementara dan disosiasi rgam2A dari kromatin target. Gambar ini hanya menggambarkan represi transkripsi yang dimediasi RGA. Pola serupa dapat dijelaskan untuk aktivasi transkripsi yang dimediasi RGA, kecuali bahwa kompleks H2A-RGA-TF akan mendorong transkripsi gen target dan defosforilasi rgam2A akan menurunkan transkripsi. Gambar dimodifikasi dari Huang et al.21.
Semua data kuantitatif dianalisis secara statistik menggunakan Excel, dan perbedaan signifikan ditentukan menggunakan uji t Student. Tidak ada metode statistik yang digunakan untuk menentukan ukuran sampel secara awal. Tidak ada data yang dikecualikan dari analisis; percobaan tidak diacak; para peneliti tidak buta terhadap distribusi data selama percobaan dan evaluasi hasilnya. Ukuran sampel ditunjukkan pada keterangan gambar dan file data sumber.
Untuk informasi lebih lanjut mengenai desain penelitian, lihat Abstrak Laporan Portofolio Alam yang terkait dengan artikel ini.
Data proteomik spektrometri massa telah disumbangkan ke konsorsium ProteomeXchange melalui repositori mitra PRIDE66 dengan pengidentifikasi dataset PXD046004. Semua data lain yang diperoleh selama penelitian ini disajikan dalam Informasi Tambahan, Berkas Data Tambahan, dan Berkas Data Mentah. Data sumber disediakan untuk artikel ini.
Waktu posting: 08-Nov-2024