Rho-típusú GTPázokat szabályozó receptor-szerű citoplazmatikus kinázok: egy új jelátviteli kapcsolat növényekben
Title in English
Receptor-like cytoplasmic kinases phosphorylating Rho GTPases: a new signal transduction link in plants
Panel
Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent
Institute of Plant Biology (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Participants
Domoki, Mónika Tekla Dorjogotov, Dulguun Miskolczi, Pál Ötvös, Krisztina Szűcs, Attila
Starting date
2005-01-01
Closing date
2008-12-31
Funding (in million HUF)
16.150
FTE (full time equivalent)
11.40
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A Rop GTPázok a sejten belüli jelátviteli hálózatok molekuláris kapcsolói. Alapvető szerepük számos sejtfolyamat szabályozásában, de a kapcsolódó jelátviteli mechanizmusok növényekben még alig ismertek. Kutatásaink során elsőként azonosítottunk lucernában olyan kináz fehérjéket, amelyeket a Rop GTPázok specifikusan aktiválnak. Ezek a Rop-aktivált kinázok (RLCK VI_A) és a kinázok aktiválási mechanizmusa teljesen más, mint amit élesztő vagy állati sejtekben eddig leírtak. Vizsgáltuk a kölcsönhatás specificitását és meghatároztunk olyan fehérje régiókat amelyek a kölcsönhatásban aktiválásban részt vesznek. Megvizsgáltuk az Arabidopsis RLCK VI_A kinázok génexpressziós profilját, hogy betekintést kapjunk biológiai funkcióikba. Továbbá transzgenikus növényeket hoztunk létre, amelyekben ezeket a funkciókat potntosan meghatározhassuk. Elsődleges eredményeink alapján a kinázok között vannak olyanok, amelyek a sejtek polaritását szabályozzák, amiben a Rop GTPázok szerepe is ismert.
Felismertük, hogy a Rop-aktivált kinázok kölcsönhatnak a Rop GTPázokat aktiváló RopGEF fehérje faktorokkal. Így egy potenciális molekuláris szabályozó kört sikerült feltárni.
Megvizsgáltuk, hogy a Rop GTPázok maguk lehetnek-e foszforilációs szabályozás alanyai. Foszforilációt mimikáló mutációkkal igazoltuk ennek a lehetőségét és potenciális biológiai jelentőségét. Ugyanakkor igazoltuk, hogy nem az RLCK VI_A kinázok azok, amelyek a Rop GTPázokat foszforilálhatják.
Results in English
Rop GTPases are molecular switches involved in many basic cellular processes in plants. Despite their central role in cellular signaling, our knowledge on their signaling partners is stills scarce. We identified for the first time plant kinases (RLCK VI_A) directly activated upon binding to Rop GTPases. These kinases are different from the Rho GTPase-activated kinases of other eukariotes and their activation mechanism seems to be also unique. We investigated the specificity of the GTPase-to-kinase interaction as well as determined some regions/motifs involved in the interaction and kinase activation.
Furthermore, we determined the gene expression profile of all Arabidopsis RLCK VI_A kinases in order to have an insight into their biological function. For the same aim we produced several transgenic Arabidopsis lines. Preliminary investigations indicate that at least some of these kinases has a role in polar cell growth also regulated by Rop GTPases themselves.
We realized that the Rop-activated kinases also interact with the Rop-activating RopGEF protein factors. In this way we could lay down the basis of a potential regulatory protein circuit.
We also investigated the potential role for Rop GTPase activity regulation by phosphorylation. A phosphomimic Rop GTPase mutation was created and its negative effect on GTP hydrolisis as well as its differential effects on protein-protein interactions was established. It could have been revealed, however, that they are not phosphorylated by the RLCK VI_A kinases in vitro.
Dorjgotov D, Jurca ME, Dunainé-Fodor C, Szűcs A, Ötvös K, Klement É, Bíró J, Fehér A: Plant Rho-type (Rop) GTPase-dependent activation of receptor-like cytoplasmic kinases in vitro., FEBS Letters, accepted for publication, 2008
Attila Szűcs, Dulguun Dorjgotov, Krisztina Ötvös, Csilla Fodor, Mónika Domoki, János Györgyey, Péter Kaló, György B. Kiss, Dénes Dudits and Attila Fehér: Characterization of three Rop GTPase genes of alfalfa (Medicago sativa L.), BBA - Gene Structure and Expression 1759: 108–115, 2006
Manuela E. Jurca, Sándor Bottka, Attila Fehér: Characterization of a family of Arabidopsis receptor-like cytoplasmic kinases (RLCK class VI), Plant Cell Rep 27:(4) 739-748, 2008
Fehér A, Jurca ME, Fodor-Dunai C, Dorjgotov D: Regulation of ROP GTPase Signalling at the Gene Expression Level: A Review., The Open Plant Science Journal 2: 37-46, 2008
Dunainé-Fodor C, Fehér A: Investigation of the elements of Rho (Rop) GTPase-depent signalling in Medicago sp.: Identification of Rop guanine nucleotide exchange factors (ROPGEFs) in Medicago truncatula, Acta Biol Szeged 2008, 52(1):123-125, 2008
