Protein kinázy typu AGC a jejich role při regulaci transportu auxinu

Abstract

Podskupina rostlinné kinázové rodiny AGC (AGCVIII) obsahuje několik kináz účastnících se regulace transportu auxinu. Jsou to proteinkinázy PID, WAG1, WAG2 a D6. Všechny tyto kinázy mohou fosforylovat proteiny PIN, přenašeče auxinu z buňky. Asymetrická polární lokalizace přenašečů PIN v buňkách umožňuje směrovaný transport auxinu pletivem. Regulací jejich exprese, aktivity či lokalizace lze tedy ovlivnit, jaké množství auxinu bude transportováno a jakým směrem. Tato práce je zaměřena především na bližší porozumění regulace transportu auxinu pomocí protein kinázy PID. Na buněčné suspenzi tabákové linie BY-2 stabilně a transientně transformované genem PID z Arabidopsis thaliana byly sledovány parametry akumulace radioaktivně značeného auxinu a současně lokalizace proteinů PIN a PID. Bylo zjištěno, že aktivita PID vedoucí zřejmě k fosforylaci přenašečů PIN nezpůsobuje zvýšení jejich aktivity, ale přesto ovlivní pozitivně transport auxinu z buněk tím, že zvyšuje množství proteinů PIN na plazmatické membráně. Výsledky naznačují, že fosforylované přenašeče PIN jsou pravděpodobně ve větší míře dopravovány z endozomálních kompartmentů do plazmatické membrány. Pomocí současné tranzientní exprese kinázy PID mutované v ATP vazebném místě a PIN1-RFP bylo ukázáno, že fosforylační aktivita kinázy PID je důležitá...

There are several members of the subfamily of plant AGC kinases (AGCVIII) suggested to play a role in the regulation of auxin transport, protein kinases PID, WAG1, WAG2 and D6. They all have been shown to perform regulatory phosphorylation of PIN auxin efflux carriers. It is the asymmetrical subcellular localization of PIN proteins that enables the auxin molecules to be transported through a tissue in a polar manner. Regulation of their expression, localization or activity can therefore affect the quantity and directionality of auxin transport. This thesis is focused on better understanding of the PID-mediated regulation of auxin transport. The auxin accumulation as well as the localization of PIN and PID proteins has been studied using stable and transient expression of Arabidopsis thaliana PID in tobacco cell line BY-2. As shown here, the activity of PID does not enhance the activity of PINs, but still it has a positive effect on auxin efflux by increasing the amount of PIN proteins on the plasma membrane. Results presented here suggest that PID-mediated phosphorylation of PIN proteins most likely promotes their exocytosis from endosomal compartments towards the plasma membrane. Using transient co-expression of PID kinase mutated in its ATP-binding site and PIN1-RFP it was shown that functional...