بروتينات ديلا هي بروتينات رئيسية محفوظةمنظمات النموتلعب هذه البروتينات دورًا محوريًا في تنظيم نمو النبات استجابةً للمؤثرات الداخلية والبيئية. يعمل بروتين DELLA كمنظم نسخ، ويتم استقطابه إلى المحفزات المستهدفة عن طريق الارتباط بعوامل النسخ والهيستون H2A عبر نطاقه GRAS. وقد أظهرت دراسات حديثة أن استقرار بروتين DELLA يُنظَّم بعد الترجمة من خلال آليتين: الأولى هي إضافة سلاسل متعددة من اليوبيكويتين، والتي يحفزها هرمون الجبريلين النباتي، مما يؤدي إلى تحلله السريع، والثانية هي اقترانه بجزيئات صغيرة شبيهة باليوبيكويتين (SUMO) لزيادة تراكمه. بالإضافة إلى ذلك، يتم تنظيم نشاط بروتين DELLA ديناميكيًا من خلال نوعين مختلفين من الغلكزة: حيث يتم تعزيز تفاعل DELLA مع عوامل النسخ عن طريق إضافة الفوكوز، بينما يتم تثبيطه عن طريق إضافة N-أسيتيل جلوكوزامين المرتبط بالأكسجين (O-GlcNAc). مع ذلك، لا يزال دور فسفرة بروتين DELLA غير واضح، إذ أظهرت الدراسات السابقة نتائج متضاربة، تتراوح بين تلك التي تُشير إلى أن الفسفرة تُعزز أو تُقلل من تحلل بروتين DELLA، وأخرى تُشير إلى أن الفسفرة لا تُؤثر على استقراره. في هذه الدراسة، نُحدد مواقع الفسفرة في بروتين REPRESSOR.الجا1-3تم تنقية بروتين (RGA، AtDELLA) من نبات رشاد أذن الفأر (Arabidopsis thaliana) باستخدام تحليل مطياف الكتلة، وأظهرت النتائج أن فسفرة اثنين من ببتيدات RGA في منطقتي PolyS و PolyS/T تعزز ارتباط H2A وتزيد من نشاط RGA. كما لوحظ ارتباط RGA بالمحفزات المستهدفة. والجدير بالذكر أن الفسفرة لا تؤثر على تفاعلات RGA مع عوامل النسخ أو على استقرار RGA. تكشف دراستنا عن الآلية الجزيئية التي تحفز بها الفسفرة نشاط DELLA.
لتوضيح دور الفسفرة في تنظيم وظيفة بروتين DELLA، من الضروري تحديد مواقع فسفرة DELLA في الكائنات الحية وإجراء تحليلات وظيفية في النباتات. من خلال تنقية مستخلصات النباتات بتقنية التنقية بالتقارب، متبوعة بتحليل MS/MS، حددنا عدة مواقع فسفرة في بروتين RGA. في ظل نقص حمض الجبريليك (GA)، تزداد فسفرة RHA، لكن هذه الفسفرة لا تؤثر على استقراره. والأهم من ذلك، كشفت فحوصات الترسيب المناعي المشترك (co-IP) وChIP-qPCR أن الفسفرة في منطقة PolyS/T من RGA تعزز تفاعله مع H2A وارتباطه بالمحفزات المستهدفة، مما يكشف الآلية التي تحفز بها الفسفرة وظيفة RGA.
يتم استقطاب RGA إلى الكروماتين المستهدف من خلال تفاعل النطاق الفرعي LHR1 مع TF، ثم يرتبط بـ H2A عبر منطقة PolyS/T والنطاق الفرعي PFYRE، مُشكِّلاً مُركَّب H2A-RGA-TF لتثبيت RGA. يُعزِّز فسفرة الببتيد Pep 2 في منطقة PolyS/T بين نطاق DELLA ونطاق GRAS بواسطة كيناز غير مُحدَّد ارتباط RGA-H2A. يُلغي البروتين الطافر rgam2A فسفرة RGA ويتخذ بنية بروتينية مختلفة للتداخل مع ارتباط H2A. ينتج عن ذلك عدم استقرار التفاعلات العابرة بين TF وrgam2A وانفصال rgam2A عن الكروماتين المستهدف. يوضح هذا الشكل فقط كبت النسخ بوساطة RGA. يمكن وصف نمط مشابه لتنشيط النسخ بوساطة RGA، باستثناء أن مُركّب H2A-RGA-TF يُعزز نسخ الجين المستهدف، بينما يُقلل نزع الفسفرة من rgam2A من عملية النسخ. الشكل مُعدّل من Huang et al.21.
تم تحليل جميع البيانات الكمية إحصائيًا باستخدام برنامج Excel، وتم تحديد الفروق ذات الدلالة الإحصائية باستخدام اختبار t للطالب. لم تُستخدم أي أساليب إحصائية لتحديد حجم العينة مسبقًا. لم تُستبعد أي بيانات من التحليل؛ ولم تكن التجربة عشوائية؛ ولم يكن الباحثون على دراية بتوزيع البيانات أثناء التجربة وتقييم النتائج. يُشار إلى حجم العينة في شرح الشكل وملف بيانات المصدر.
للحصول على مزيد من المعلومات حول تصميم الدراسة، راجع ملخص تقرير المحفظة الطبيعية المرتبط بهذه المقالة.
تمّت المساهمة ببيانات البروتينات المُستخلصة بتقنية قياس الطيف الكتلي إلى اتحاد ProteomeXchange عبر مستودع PRIDE66 الشريك، برقم تعريف مجموعة البيانات PXD046004. جميع البيانات الأخرى التي تمّ الحصول عليها خلال هذه الدراسة مُدرجة في المعلومات التكميلية، وملفات البيانات التكميلية، وملفات البيانات الأولية. كما تمّ توفير بيانات المصدر لهذه المقالة.
تاريخ النشر: 8 نوفمبر 2024