Das Pflanzenhormon Abscisinsäure (ABA) ist ein wichtiger Regulator bei der Anpassung an abiotischen Stress bei Pflanzen.Die Kontrolle des Co-Rezeptor-PP2C-Proteins wie ABI1 ist der zentrale Knotenpunkt der ABA-Signaltransduktion.Unter Standardbedingungen bindet ABI1 an die Proteinkinase SnRK2s und hemmt deren Aktivität.An das Rezeptorprotein PYR1/PYLs gebundene ABA konkurriert mit SnRK2s um ABI1, wodurch SnRK2s freigesetzt und die ABA-Reaktion aktiviert werden.
Das Forschungsteam um Professor Xie Qi vom Institut für Genetik und Entwicklungsbiologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften untersucht seit langem Ubiquitinierung, einen posttranslationalen Modifikationsmechanismus, der die ABA-Signalisierung reguliert.Ihre früheren Arbeiten zeigten die Endozytose von PYL4, die durch die Ubiquitinierung des E2-ähnlichen Proteins VPS23 vermittelt wird, und ABA fördert den Abbau von VPS23A durch XBAT35, wodurch die hemmende Wirkung auf den ABA-Rezeptor PYL4 freigesetzt wird.Allerdings ist noch nicht vollständig geklärt, ob an der ABA-Signalisierung spezifische E2-Proteine ​​beteiligt sind, die für die Ubiquitinierung erforderlich sind, und wie die ABA-Signalisierung die Ubiquitinierung reguliert.
Kürzlich identifizierten sie ein spezifisches E2-Enzym UBC27, das die Trockenheitstoleranz und die ABA-Reaktion in Pflanzen positiv reguliert.Durch IP/MS-Analyse stellten sie fest, dass der ABA-Co-Rezeptor ABI1 und die RING-Typ-E3-Ligase AIRP3 interagierende Proteine ​​von UBC27 sind.
Sie fanden heraus, dass UBC27 mit ABI1 interagiert, dessen Abbau fördert und die E3-Aktivität von AIRP3 aktiviert.AIRP3 fungiert als E3-Ligase von ABI1.
Darüber hinaus übt ABI1 die Epistase von UBC27 und AIRP3 aus, während die Funktion von AIRP3 UBC27-abhängig ist.Darüber hinaus induziert die ABA-Behandlung die Expression von UBC27, hemmt den Abbau von UBC27 und verstärkt die Interaktion zwischen UBC27 und ABI1.
Diese Ergebnisse zeigen den neuen E2-E3-Komplex beim Abbau von ABI1 und die wichtige und komplexe Regulierung der ABA-Signalübertragung durch das Ubiquitinierungssystem.
Der Titel der Arbeit lautet „UBC27-AIRP3-Ubiquitinierungskomplex reguliert die ABA-Signalübertragung, indem er den Abbau von ABI1 in Arabidopsis thaliana fördert.“Es wurde am 19. Oktober 2020 online auf PNAS veröffentlicht.
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