EMBO J | 生长素极性运输调控新机制

科技工作者之家 2020-11-16

来源:BioArt植物

责编 | 逸云
生长素沿浓度梯度的极性运输对植物的生长发育必不可少,该过程受到包括PIN(PIN‐FORMED)和ABCB家族蛋白ABCB19等外排载体的严格调控。有研究表明,极性生长素运输抑制剂NPA(1-naphthylphthalamic acid)可以通过影响ABCB19蛋白与类亲免素FKBP42蛋白TWD1(TWISTED DWARF1)的相互作用调节极性生长素运输【1】。此外, ABCB19与PIN1之间存在相互作用,并且PIN1也可以以NPA敏感性的方式调节生长素外排【2】。但是目前关于NPA与PIN蛋白的关系以及PIN1/ABCB19蛋白复合体的化学计量特性仍不清楚。近日,德国University of Freiburg的研究人员在The EMBO Journal在线发表了一篇题为Flavonol-mediated stabilization of PIN efflux complexes regulates polar auxin transport的研究论文,揭示了PIN核心复合体的组分特征以及PIN1二聚体稳定性在生长素外排过程中的重要性。该研究利用一种将生长素传感器与PIN1在叶片原生质体共表达的外排测定法【3】,发现在所研究的生长素浓度范围内,NPA的应用显著抑制了植物中PIN1依赖性的生长素外排。此外,基于ABCB19与PIN1之间的相互作用,该研究测试了ABCB19和PIN1是否属于同一复合体的核心组件。蓝绿温和胶凝胶电泳(BN-PAGE)和定量质谱分析结果表明,PIN核心复合体由PIN1、PIN2、PIN3、PIN4和PIN7的同源二聚体和异源二聚体组成(其中PIN1同源二聚体最为普遍),而ABCB蛋白不属于该复合体。通过进一步分析各种生长素转运抑制剂和调节剂对PIN1二聚体稳定性的影响,该研究发现内源黄酮醇可以与NPA以相同的方式影响PIN1的稳定性,而这种稳定性对生长素外排是必需的。有趣的是,生长素可以拮抗NPA对PIN1二聚体稳定性的调节,从而影响极性生长素运输。同样,PIN1细胞质结构域的拟磷酸化也可以消除NPA对极性生长素运输的抑制作用,表明PIN复合物稳定性的动态变化在影响极性生长素运输中的作用。Inhibition of auxin transport by NPA requires PIN1 dimerization总之,该研究表明PIN蛋白的同源和异源二聚体组成了PIN核心复合体,并且其稳定性受到NPA和黄酮醇的调控,从而影响极性生长素运输。该研究结果为PIN功能的调控提供了新的见解。参考文献【1】Bailly A, Sovero V, Vincenzetti V, Santelia D, Bartnik D, Koenig BW, Mancuso S, Martinoia E, Geisler M (2008) Modulation of P-glycoproteins by auxin transport inhibitors is mediated by interaction with immunophilins. J Biol Chem 283: 21817–21826【2】Rojas-Pierce M, Titapiwatanakun B, Sohn EJ, Fang F, Larive CK, Blakeslee J, Cheng Y, Cutler SR, Peer WA, Murphy AS et al (2007) Arabidopsis P-glycoprotein19 participates in the inhibition of gravitropism by gravacin. Chem Biol 14: 1366–1376【3】Wend S, Dal Bosco C, Kaempf MM, Ren F, Palme K, Weber W, Dovzhenko A, Zurbriggen MD (2013) A quantitative ratiometric sensor for time-resolved analysis of auxin dynamics. Sci Rep 3: 2052原文链接:https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embj.2020104416wt_a52312020116234650_a84664.jpg
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