Ang mga protina ng DELLA ay pinananatilimga regulator ng paglagona gumaganap ng isang pangunahing papel sa pag-unlad ng halaman bilang tugon sa panloob at panlabas na mga signal. Bilang mga transcriptional regulator, ang mga DELLA ay nagbubuklod sa mga transcription factor (TF) at histone H2A sa pamamagitan ng kanilang mga domain ng GRAS at hinihikayat upang kumilos sa mga promoter. Ipinakita ng mga kamakailang pag-aaral na ang katatagan ng DELLA ay kinokontrol pagkatapos ng pagsasalin ng dalawang mekanismo: polyubiquitination na dulot ng hormone ng halamangibberellin, na humahantong sa kanilang mabilis na pagkasira, at conjugation na may maliit na ubiquitin-like modifier (SUMO), na nagpapataas ng kanilang akumulasyon. Bukod dito, ang aktibidad ng DELLA ay dynamic na kinokontrol ng dalawang natatanging mekanismo ng glycosylation: Ang O-fucosylation ay nagpapahusay ng pakikipag-ugnayan ng DELLA-TF, samantalang ang O-linked na N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) na pagbabago ay pumipigil sa pakikipag-ugnayan ng DELLA-TF. Gayunpaman, ang papel ng DELLA phosphorylation ay hindi malinaw dahil ang mga nakaraang pag-aaral ay nagpakita ng magkasalungat na mga resulta, na may ilan na nagmumungkahi na ang phosphorylation ay nagtataguyod o pinipigilan ang pagkasira ng DELLA at ang iba ay nagmumungkahi na ang phosphorylation ay hindi nakakaapekto sa kanilang katatagan. Dito, natukoy namin ang mga site ng phosphorylation sa GA1-3 repressor (RGA), AtDELLA, na nalinis mula sa Arabidopsis thaliana ng mass spectrometry at ipinapakita na ang phosphorylation ng dalawang RGA peptides sa PolyS at PolyS / T na mga rehiyon ay nagpapabuti sa aktibidad ng RGA sa pamamagitan ng pagsulong ng H2A binding at RGA association sa mga target na promoter. Kapansin-pansin, ang phosphorylation ay hindi nakakaapekto sa mga pakikipag-ugnayan ng RGA-TF o katatagan ng RGA. Ang aming pag-aaral ay nagpapakita ng isang molekular na mekanismo kung saan ang phosphorylation ay nagpapahiwatig ng aktibidad ng DELLA.
Ang aming mass spectrometric analysis ay nagsiwalat na ang parehong Pep1 at Pep2 ay lubos na phosphorylated sa RGA sa GA-deficient Ga1 background. Bilang karagdagan sa pag-aaral na ito, ang mga pag-aaral ng phosphoproteomic ay nagsiwalat din ng Pep1 phosphorylation sa RGA, kahit na ang papel nito ay hindi pa napag-aralan 53,54,55. Sa kaibahan, ang Pep2 phosphorylation ay hindi pa inilarawan dati dahil ang peptide na ito ay maaari lamang makita gamit ang RGAGKG transgene. Bagaman ang mutation ng m1A, na tinanggal ang phosphorylation ng Pep1, bahagyang nabawasan ang aktibidad ng RGA sa planta, nagkaroon ito ng isang additive effect kapag pinagsama sa m2A sa pagbabawas ng aktibidad ng RGA (Karagdagang Larawan 6). Mahalaga, ang Pep1 phosphorylation ay makabuluhang nabawasan sa GA-enhanced sly1 mutant kumpara sa ga1, na nagmumungkahi na ang GA ay nagtataguyod ng RGA dephosphorylation, na binabawasan ang aktibidad nito. Ang mekanismo kung saan pinipigilan ng GA ang RGA phosphorylation ay nangangailangan ng karagdagang pagsisiyasat. Ang isang posibilidad ay na ito ay nakamit sa pamamagitan ng regulasyon ng isang hindi kilalang protina kinase. Bagaman ipinakita ng mga pag-aaral na ang pagpapahayag ng CK1 protein kinase EL1 ay na-downregulated ng GA sa rice41, ang aming mga resulta ay nagpapahiwatig na ang mas mataas na order na mga mutasyon ng Arabidopsis EL1 homologue (AEL1-4) ay hindi binabawasan ang RGA phosphorylation. Sa pagsang-ayon sa aming mga resulta, ang isang kamakailang pag-aaral ng phosphoproteomic gamit ang Arabidopsis AEL na mga overexpressing na linya at isang ael triple mutant ay hindi nakilala ang anumang mga protina ng DELLA bilang mga substrate ng mga kinases na ito. Noong inihanda namin ang manuskrito, iniulat na ang GSK3, ang gene na naka-encode ng isang GSK3/SHAGGY-like kinase sa trigo (Triticum aestivum), ay maaaring mag-phosphorylate ng DELLA (Rht-B1b)57, kahit na ang phosphorylation ng Rht-B1b ng GSK3 ay hindi pa nakumpirma sa planta. Ang mga reaksyon ng in vitro enzymatic sa pagkakaroon ng GSK3 na sinundan ng pagsusuri ng mass spectrometry ay nagsiwalat ng tatlong mga site ng phosphorylation na matatagpuan sa pagitan ng mga domain ng DELLA at GRAS ng Rht-B1b (Karagdagang Fig. 3). Ang mga pagpapalit ng Serine sa alanine sa lahat ng tatlong mga site ng phosphorylation ay nagresulta sa pagbaba ng aktibidad ng Rht-B1b sa transgenic na trigo, na naaayon sa aming mga natuklasan na ang mga pagpapalit ng alanine sa Pep2 RGA ay nabawasan ang aktibidad ng RGA. Gayunpaman, ang in vitro protein degradation assays ay higit na nagpakita na ang phosphorylation ay maaari ring patatagin ang Rht-B1b57. Kabaligtaran ito sa aming mga resulta na nagpapakita na ang mga pagpapalit ng alanine sa Pep2 RGA ay hindi binabago ang katatagan nito sa planta. Ang GSK3 sa trigo ay isang ortholog ng brassinosteroid-insensitive protein 2 (BIN2) sa Arabidopsis 57. Ang BIN2 ay isang negatibong regulator ng BR signaling, at pinapagana ng BR ang signaling pathway nito sa pamamagitan ng pagdudulot ng pagkasira ng BIN2 58. Ipinakita namin na ang paggamot sa BR ay hindi binabawasan ang RGA stability 59 o phosphorylation level sa Arabidopsis na hindi tulad ng RGA2 na iminumungkahi sa Arabidopsis na hindi katulad ng RGA2. phosphorylated ng BIN2.
Ang lahat ng quantitative data ay istatistikong nasuri gamit ang Excel, at ang mga makabuluhang pagkakaiba ay natukoy gamit ang Student's t-test. Walang ginamit na istatistikal na pamamaraan upang paunang matukoy ang laki ng sample. Walang data ang hindi kasama sa pagsusuri; ang eksperimento ay hindi randomized; at alam ng mga mananaliksik ang alokasyon sa panahon ng eksperimento at pagtatasa ng kinalabasan. Ang mga sample na laki ay ibinibigay sa mga figure legend at sa raw data file.
Oras ng post: Abr-15-2025