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拟南芥根向光性 2 是光依赖的光敏色素 1 动态调节剂。

Arabidopsis ROOT PHOTOTROPISM2 Is a Light-Dependent Dynamic Modulator of Phototropin1.

机构信息

Graduate School of Science and Technology, Niigata University, Niigata-shi, Niigata, 950-2181, Japan.

RIKEN Plant Science Center, Yokohama, Kanagawa 230-0045, Japan.

出版信息

Plant Cell. 2020 Jun;32(6):2004-2019. doi: 10.1105/tpc.19.00926. Epub 2020 Mar 25.

Abstract

The Arabidopsis () blue light photoreceptor phototropin1 (phot1) is a blue light-activated Ser/Thr protein kinase that mediates various light responses, including phototropism. The function of phot1 in hypocotyl phototropism is dependent on the light induction of ROOT PHOTOTROPISM2 (RPT2) proteins within a broad range of blue light intensities. It is not yet known however how RPT2 contributes to the photosensory adaptation of phot1 to high intensity blue light and the phototropic responses under bright light conditions. We show that RPT2 suppresses the activity of phot1 and demonstrate that RPT2 binds to the PHOT1 light, oxygen or voltage sensing1 (LOV1) domain that is required for its high photosensitivity. Our biochemical analyses revealed that RPT2 inhibits autophosphorylation of phot1, suggesting that it suppresses the photosensitivity and/or kinase activity of phot1 through the inhibition of LOV1 function. We found that RPT2 proteins are degraded via a ubiquitin-proteasome pathway when phot1 is inactive and are stabilized under blue light in a phot1-dependent manner. We propose that RPT2 is a molecular rheostat that maintains a moderate activation level of phot1 under any light intensity conditions.

摘要

拟南芥蓝光受体光受体感受蛋白 1(phot1)是一种蓝光激活的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,可介导各种光反应,包括向光性。phot1 在下胚轴向光性中的功能取决于在广泛的蓝光强度范围内光诱导的根向光性 2(RPT2)蛋白。然而,目前尚不清楚 RPT2 如何有助于 phot1 对高强度蓝光和强光条件下的向光性反应的光感觉适应。我们表明 RPT2 抑制 phot1 的活性,并证明 RPT2 结合到 PHOT1 光、氧或电压感应 1(LOV1)结构域,该结构域是其高光敏性所必需的。我们的生化分析表明 RPT2 抑制 phot1 的自身磷酸化,表明它通过抑制 LOV1 功能来抑制 phot1 的光敏性和/或激酶活性。我们发现,当 phot1 失活时,RPT2 蛋白通过泛素-蛋白酶体途径降解,并且在 phot1 依赖性方式下在蓝光下稳定。我们提出 RPT2 是一种分子变阻器,可在任何光强条件下维持 phot1 的适度激活水平。

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