ДЕЛЛА протеини су конзервиранирегулатори растакоји играју централну улогу у развоју биљака као одговор на унутрашње и спољашње сигнале. Као транскрипциони регулатори, ДЕЛЛА се везују за транскрипционе факторе (ТФ) и хистон Х2А преко својих GRAS домена и регрутују се да делују на промотере. Недавне студије су показале да је ДЕЛЛА стабилност регулисана посттранслационо помоћу два механизма: полиубиквитинација индукована биљним хормономгиберелин, што доводи до њихове брзе разградње, и коњугације са малим убиквитину сличним модификатором (SUMO), што повећава њихову акумулацију. Штавише, активност ДЕЛЛА је динамички регулисана помоћу два различита механизма гликозилације: О-фукозилација појачава интеракцију ДЕЛЛА-ТФ, док модификација О-повезаног N-ацетилглукозамина (O-GlcNAc) инхибира интеракцију ДЕЛЛА-ТФ. Међутим, улога фосфорилације ДЕЛЛА није јасна јер су претходне студије показале супротстављене резултате, при чему неке сугеришу да фосфорилација промовише или потискује разградњу ДЕЛЛА, а друге сугеришу да фосфорилација не утиче на њихову стабилност. Овде идентификујемо места фосфорилације у GA1-3 репресору (RGA), AtDELLA, пречишћеном из Arabidopsis thaliana масеном спектрометријом и показујемо да фосфорилација два RGA пептида у PolyS и PolyS/T регионима појачава RGA активност промовишући везивање H2A и RGA асоцијацију са циљним промотерима. Приметно је да фосфорилација није утицала на RGA-TF интеракције или RGA стабилност. Наша студија открива молекуларни механизам којим фосфорилација индукује ДЕЛЛА активност.
Наша анализа масене спектрометрије открила је да су и Pep1 и Pep2 били високо фосфориловани у RGA у позадини Ga1 са недостатком GA. Поред ове студије, фосфопротеомичке студије су такође откриле фосфорилацију Pep1 у RGA, иако њена улога још није проучена53,54,55. Насупрот томе, фосфорилација Pep2 није раније описана, јер се овај пептид могао детектовати само коришћењем RGAGKG трансгена. Иако је мутација m1A, која је укинула фосфорилацију Pep1, само незнатно смањила активност RGA у биљкама, имала је адитивни ефекат када се комбиновала са m2A у смањењу активности RGA (Додатна слика 6). Важно је напоменути да је фосфорилација Pep1 значајно смањена код мутанта sly1 са појачаним GA у поређењу са ga1, што сугерише да GA промовише дефосфорилацију RGA, смањујући његову активност. Механизам којим GA сузбија фосфорилацију RGA захтева даља истраживања. Једна могућност је да се то постиже регулацијом неидентификоване протеин киназе. Иако су студије показале да је експресија CK1 протеин киназе EL1 смањена помоћу GA код пиринча41, наши резултати указују да мутације вишег реда хомолога Arabidopsis EL1 (AEL1-4) не смањују фосфорилацију RGA. У складу са нашим резултатима, недавна фосфопротеомичка студија која је користила линије Arabidopsis са прекомерном експресијом AEL и троструки мутант ael није идентификовала ниједан ДЕЛЛА протеин као супстрат ових киназа56. Када смо припремали рукопис, објављено је да GSK3, ген који кодира GSK3/SHAGGY-сличну киназу код пшенице (Triticum aestivum), може фосфориловати ДЕЛЛА (Rht-B1b)57, иако фосфорилација Rht-B1b помоћу GSK3 није потврђена in planta. Ин витро ензимске реакције у присуству GSK3, праћене анализом масене спектрометрије, откриле су три места фосфорилације која се налазе између ДЕЛЛА и GRAS домена Rht-B1b (Допунска слика 3). Супституције серина аланином на сва три места фосфорилације резултирале су смањеном активношћу Rht-B1b код трансгене пшенице, што је у складу са нашим налазима да супституције аланином у Pep2 RGA смањују активност RGA. Међутим, in vitro тестови разградње протеина додатно су показали да фосфорилација такође може стабилизовати Rht-B1b57. Ово је у супротности са нашим резултатима који показују да супституције аланином у Pep2 RGA не мењају његову стабилност in planta. GSK3 код пшенице је ортолог протеина 2 неосетљивог на брасиностероиде (BIN2) код Arabidopsis 57. BIN2 је негативни регулатор BR сигнализације, а BR активира његов сигнални пут изазивајући разградњу BIN2 58. Показали смо да третман BR не смањује стабилност RGA 59 или нивое фосфорилације код Arabidopsis (Додатна слика 2), што сугерише да је мало вероватно да ће RGA бити фосфорилисан помоћу BIN2.
Сви квантитативни подаци су статистички анализирани коришћењем програма Excel, а значајне разлике су утврђене коришћењем Студентовог t-теста. Нису коришћене статистичке методе за претходно одређивање величине узорка. Ниједан податак није искључен из анализе; експеримент није био рандомизован; а истраживачи су били свесни расподеле током експеримента и процене исхода. Величине узорака су дате у легендама слика и у датотекама са сировим подацима.
Време објаве: 15. април 2025.