Unraveling new roles and substrates for protein kinase CK2 in arabidopsis thaliana
Aquesta tesi és part d'un projecte d'investigació més general que té com a objectiu estudiar el paper de la serina/treonina quinasa CK2 en el desenvolupament de les plantes, utilitzant Arabidopsis thaliana com a model. Malgrat ser una de les primeres quinases identificades, les vies de sen...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2014 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:129305 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/129305 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | CK2 Àcid salicílic Ácido salicílico Salycilic acid Fototrospisme Fototrospismo Phototrospism |
| Sumario: | Aquesta tesi és part d'un projecte d'investigació més general que té com a objectiu estudiar el paper de la serina/treonina quinasa CK2 en el desenvolupament de les plantes, utilitzant Arabidopsis thaliana com a model. Malgrat ser una de les primeres quinases identificades, les vies de senyalització en què participa la CK2 encara no estan completament caracteritzades. En la primera part d'aquesta tesi es descriu la implicació de la quinasa CK2 en la via de senyalització de l'àcid salicílic (SA) i, el control exercit per aquesta hormona en l'expressió dels gens que codifiquen per les proteïnes PIN (exportadores d'auxina), i per a la quinasa reguladora d'aquests transportadors, la proteïna PINOID (PID). Antics membres del laboratori on s'ha realitzat aquesta tesi havien previament obtingut un mutant dominant negatiu de la CK2 (CK2mut) en Arabidopsis (Moreno-Romero et al., 2008). En aquest treball mostrem que aquestes plantes contenen nivells elevats de SA i que l'acumulació de SA a les arrels és el responsable del fenotip radicular alterat (disminucio de la longitud de l'arrel i absència d'arrels lateral). També demostrem que tractaments amb SA exogen redueixen la transcripció dels gens que codifiquen per als transportadors PIN1-PIN4 i PIN7, mentre que estimulen la transcripció del gen que codifica per la quinasa PID. Aquest efecte és similar a l'observat en les arrels de les plantes CK2mut, exceptuant als gens PIN4 i PIN7 que es mostren sobreexpressats. Aquest resultat, suggereix que l'efecte repressor de SA en l'expressió de PIN4 i PIN7 requereix que la quinasa CK2 sigui funcional. D'altra banda, SA estimula l'expressió de les subunitats de CK2, mentre que la pèrdua d'activitat CK2 a les plantes CK2mut produeix un augment de la transcripció de gens relacionats amb la biosíntesi de SA. Aquests resultats suggereixen l'existència d'un loop de retroalimentació negatiu entre la CK2 i el SA, necessari per mantenir la homeostasi de SA. En aquest capítol també es mostra que la sobreexpressió d'una subunitat CK2α catalíticament activa provoca un increment del sistema radicular de les plantes. En la segona part d'aquesta tesi, ens hem centrat en la recerca i caracterització de substrats de la CK2 en Arabidopsis. Amb aquest objectiu, vam realitzar un assaig de doble híbrid en llevat, que ens va permetre identificar, entre d'altres, a la proteïna NPH3 com a possible substrat de la CK2. NPH3 és un element essencial de la via de senyalització del fototropisme; la seva activitat en aquesta via depèn del seu estat de fosforilació i del seu paper com a adaptador de substrat d'un complex d'ubiquitinació del tipus Cullin3-Ring E3 lligasa (CRL3NPH3). Aquest complex ubiquitina al fotoreceptor de llum blava phototropin 1, el qual es troba associat a la membrana plasmàtica. En la foscor, la proteïna NPH3 està fosforilada i inactiva, mentre que en condicions de llum, està defosforilada i activa, i dirigeix la ubiquitinació de phot1. Recentment, s'ha proposat que la ubiquitinació de phot1 promou la seva internalització des de la membrana cap al citoplasma. Els resultats obtinguts en aquest treball demostren que la quinasa CK2 fosforila NPH3 in vitro i que l'activitat d'aquesta quinasa és necessària per a la fosforilació in vivo en condicions de foscor. A més, la fosforilació de NPH3 per part de la CK2 és important per a mantenir la proteïna NPH3 inactiva. D'altra banda, la manca d'activitat CK2 provoca l'internalització de phot1, inclús en foscor, fet que podria estar relacionat amb el fenotip no fototròpic de les plantes sense activitat CK2. Aquesta internalització és independent de la presència de NPH3 i, per tant, independent d'ubiquitinació. Sorprenentment, la internalització de phot1 observada en condicions de llum, també és independent de la presència de NPH3. |
|---|