Vor kurzem veröffentlichte die international renommierte Plant Cell eine Online-Studie mit dem Titel"Constitutive Activation ofLeucin-Rich-Repeat-Rezeptor-Kinase-Signalwege durch BAK1-wechselwirkende Rezeptor-ähnliche Kinase-3-Chimäre" von Michael Hothorn's Team vom Institut für Botanik und Pflanzenbiologie der Universität Genf, Schweiz. Sexuelle These. Der konstitutive Aktivierungsmechanismus der BAK1-Interaktionsrezeptorkinase-3-Chimäre auf dem leucinreichen Repeat-Rezeptorkinase-Signalweg wurde enthüllt.
Der einzigartige Mechanismus der korezeptorabhängigen Aktivierung von SERK der Pflanze&ist in vielen LRR-RKs konserviert, wie z das Peptidhormon IDA. Der SERK-abhängige Mitogen-aktivierte Proteinkinase (MAPK)-Signalweg umfasst LRR-RK ERECTA (ER) und seine homologen Gene ERECTA-LIKE1 (ERL1) und ERL2 und spielt unterschiedliche Rollen in der Pflanzenentwicklung. Die Identifizierung der konstitutiven und ligandenunabhängigen Wechselwirkungen zwischen den extrazellulären LRR-Domänen zweier pflanzlicher Membransignalproteine veranlasste uns zu untersuchen, ob die Proteinchimäre zwischen der extrazellulären Domäne von BIR3 und den zytoplasmatischen Domänen verschiedener Rezeptorkinasen möglich ist Führt zu einem konstitutiv aktiven Signal Komplex. Obwohl es signifikante strukturelle Unterschiede zwischen den LRR-RKSERK- und BIR-SERK-Komplexen gibt, deuten die Daten der Forscher darauf hin, dass eine Vielzahl von oBIR3-iLRR-RK-Chimären in Pflanzen funktionsfähig sind (Abbildung 1).
Die Rezeptorkinasen leucinreicher extrazellulärer Wiederholungsdomänen (LRR-RKs) sind die größte Gruppe von Membran-Signalproteinen in Pflanzen. LRR-RKs können kleine Moleküle, Peptide oder Proteinliganden erkennen und können durch Liganden-induzierte Interaktion mit somatischer Embryogenese-Rezeptor-ähnlicher Kinase (SERK)-Co-Rezeptor-Kinase aktiviert werden. Unsere bisherigen Studien haben gezeigt, dass SERK auch mit BAK1 als Rezeptorkinase 3 (BIR3) interagieren kann, um einen konstitutiven, ligandenunabhängigen Komplex zu bilden. Hier berichten die Forscher über eine Rezeptorchimäre, bei der die extrazelluläre LRR-Domäne von BIR3 mit der zytoplasmatischen Kinase-Domäne von SERK-abhängigen LRR-RKs fusioniert ist. In Abwesenheit einer Ligandenstimulation bilden die von BRASSINOSTEROID INSENSITIVE1, HAESA und ERECTA Source abgeleiteten SERK-Co-Rezeptoren enge Komplexe. Diese Chimären werden unter der Kontrolle der endogenen Promotoren der jeweiligen LRR-RKs exprimiert und führen zu wirksamen Funktionen, um den Phänotyp von Brassinosteroiden, Blütenabwurf und Stomatamuster zu erhalten. Wichtig ist, dass die BIR3-GSO1/SGN3-Chimäre den von der sgn3-Karnofsky-Bande gebildeten Phänotyp teilweise komplementieren kann, was darauf hinweist, dass das SERK-Protein auch die Aktivierung des GSO1/SGN3-Rezeptors vermittelt. Im Allgemeinen können unsere Protein-Engineering-Methoden verwendet werden, um die physiologischen Funktionen von LRR-RKs aufzuklären und den Rezeptoraktivierungsmechanismus in einem einzelnen transgenen Stamm zu bestimmen (Abbildung 2).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unsere Verfügbarkeit von einfachen Lego-artigen Zusammenbau- und geeigneten Kontrolllinien für BIR3-Chimären nun die genetische Charakterisierung von verwaisten LRR-RKs mit unbekannten/unklaren Funktionsverlust-Phänotypen und die Analyse ihrer zugrunde liegenden Aktivierungsmechanismen ermöglicht. BIR3-Proteinchimären können auch für das Screening biochemischer oder genetischer Interaktionen verwendet werden, wo die konstitutiv aktive Form des Rezeptors wünschenswert ist.