DELLA-proteïene word behougroeireguleerderswat 'n sentrale rol speel in plantontwikkeling in reaksie op interne en eksterne seine. As transkripsiereguleerders bind DELLAs aan transkripsiefaktore (TF's) en histoon H2A via hul GRAS-domeine en word gewerf om op promotors te reageer. Onlangse studies het getoon dat DELLA-stabiliteit post-translasioneel gereguleer word deur twee meganismes: poliubikwitinasie geïnduseer deur die planthormoongibberellien, wat lei tot hul vinnige afbraak, en konjugasie met klein ubikwitienagtige modifiseerder (SUMO), wat hul ophoping verhoog. Boonop word DELLA-aktiwiteit dinamies gereguleer deur twee afsonderlike glikosileringsmeganismes: O-fukosilering versterk DELLA-TF-interaksie, terwyl O-gekoppelde N-asetielglukosamien (O-GlcNAc) modifikasie DELLA-TF-interaksie inhibeer. Die rol van DELLA-fosforilering is egter onduidelik, aangesien vorige studies teenstrydige resultate getoon het, met sommige wat daarop dui dat fosforilering DELLA-afbraak bevorder of onderdruk en ander wat daarop dui dat fosforilering nie hul stabiliteit beïnvloed nie. Hier identifiseer ons fosforileringsplekke in die GA1-3-repressor (RGA), AtDELLA, gesuiwer uit Arabidopsis thaliana deur massaspektrometrie en toon dat fosforilering van twee RGA-peptiede in die PolyS- en PolyS/T-streke RGA-aktiwiteit verbeter deur H2A-binding en RGA-assosiasie met teikenpromotors te bevorder. Dit is opmerklik dat fosforilering nie RGA-TF-interaksies of RGA-stabiliteit beïnvloed het nie. Ons studie onthul 'n molekulêre meganisme waardeur fosforilering DELLA-aktiwiteit induseer.
Ons massaspektrometriese analise het getoon dat beide Pep1 en Pep2 hoogs gefosforileer was in RGA in die GA-gebrekkige Ga1-agtergrond. Benewens hierdie studie het fosfoproteomiese studies ook Pep1-fosforilering in RGA getoon, hoewel die rol daarvan nog nie bestudeer is nie53,54,55. In teenstelling hiermee is Pep2-fosforilering nie voorheen beskryf nie, aangesien hierdie peptied slegs opgespoor kon word met behulp van die RGAGKG-transgeen. Alhoewel die m1A-mutasie, wat Pep1-fosforilering afgeskaf het, slegs RGA-aktiwiteit in planta effens verminder het, het dit 'n additiewe effek gehad wanneer dit gekombineer is met m2A om RGA-aktiwiteit te verminder (Aanvullende Figuur 6). Dit is belangrik dat Pep1-fosforilering aansienlik verminder is in die GA-versterkte sly1-mutant in vergelyking met ga1, wat daarop dui dat GA RGA-defosforilering bevorder en die aktiwiteit daarvan verminder. Die meganisme waardeur GA RGA-fosforilering onderdruk, vereis verdere ondersoek. Een moontlikheid is dat dit bereik word deur die regulering van 'n ongeïdentifiseerde proteïenkinase. Alhoewel studies getoon het dat die uitdrukking van die CK1-proteïenkinase EL1 deur GA in rys41 afgereguleer word, dui ons resultate daarop dat hoër-orde mutasies van die Arabidopsis EL1-homoloog (AEL1-4) nie RGA-fosforilering verminder nie. In ooreenstemming met ons resultate het 'n onlangse fosfoproteomiese studie met Arabidopsis AEL-ooruitdrukkende lyne en 'n ael-drievoudige mutant geen DELLA-proteïene as substrate van hierdie kinases56 geïdentifiseer nie. Toe ons die manuskrip voorberei het, is berig dat GSK3, die geen wat kodeer vir 'n GSK3/SHAGGY-agtige kinase in koring (Triticum aestivum), DELLA (Rht-B1b)57 kan fosforileer, hoewel fosforilering van Rht-B1b deur GSK3 nie in planta bevestig is nie. In vitro ensiematiese reaksies in die teenwoordigheid van GSK3 gevolg deur massaspektrometrie-analise het drie fosforileringsplekke tussen die DELLA- en GRAS-domeine van Rht-B1b aan die lig gebring (Aanvullende Fig. 3). Serien-na-alanien-substitusies by al drie fosforileringsplekke het gelei tot 'n afname in Rht-B1b-aktiwiteit in transgeniese koring, wat ooreenstem met ons bevindinge dat alanien-substitusies in Pep2 RGA RGA-aktiwiteit verminder het. In vitro proteïenafbraaktoetse het egter verder getoon dat fosforilering ook Rht-B1b57 kan stabiliseer. Dit is in teenstelling met ons resultate wat toon dat alanien-substitusies in Pep2 RGA nie die stabiliteit daarvan in planta verander nie. GSK3 in koring is 'n ortoloog van brassinosteroïed-ongevoelige proteïen 2 (BIN2) in Arabidopsis 57. BIN2 is 'n negatiewe reguleerder van BR-seintransduksie, en BR aktiveer die seinweg deur BIN2-afbraak te veroorsaak 58. Ons het getoon dat BR-behandeling nie RGA-stabiliteit 59 of fosforileringsvlakke in Arabidopsis verminder nie (Aanvullende Figuur 2), wat daarop dui dat RGA waarskynlik nie deur BIN2 gefosforileer sal word nie.
Alle kwantitatiewe data is statisties met behulp van Excel geanaliseer, en beduidende verskille is bepaal met behulp van Student se t-toets. Geen statistiese metodes is gebruik om steekproefgrootte vooraf te bepaal nie. Geen data is van die analise uitgesluit nie; die eksperiment was nie gerandomiseer nie; en die navorsers was bewus van die toewysing tydens die eksperiment en uitkomsassessering. Steekproefgroottes word in die figuurlegendes en in die rou datalêers verskaf.
Plasingstyd: 15 Apr-2025