Nylig publiserte den internasjonalt anerkjente Plant Cell en online studie med tittelen "Constitutive Activation ofLeucine-Rich Repeat Receptor Kinase Signaling Pathways av BAK1-Interacting Receptor-Like Kinase 3 Chimera" av Michael Hothorns team fra Institutt for botanikk og plantebiologi, Universitetet i Genève, Sveits. Seksuell avhandling. Den konstitutive aktiveringsmekanismen til BAK1 interaksjonsreseptor kinase 3 chimera på den leucinerike gjentatte reseptor kinase signalveien ble avslørt.
Plantens unike mekanisme for co-reseptoravhengig aktivering av SERK er bevart i mange LRR-RKs, for eksempel LRR-RK HAESA, hvis funksjon inkluderer å kontrollere utgytelsen av blomsterorganer i Arabidopsis thaliana ved å samhandle med peptidhormonet IDA. Den SERK-avhengige mitogenaktiverte proteinkinase (MAPK) signalveien involverer LRR-RK ERECTA (ER) og dens homologe gener ERECTA-LIKE1 (ERL1) og ERL2, og spiller forskjellige roller i planteutvikling. Identifiseringen av de konstitutive og liganduavhengige interaksjonene mellom LRR ekstracellulære domener av to plantemembransignalproteiner fikk oss til å undersøke om protein chimera mellom BIR3 ekstracellulært domene og de cytoplasmatiske domenene til ulike reseptorkinase er mulig Fører til et konstituert aktivt signalkompleks. Selv om det er betydelige strukturelle forskjeller mellom LRR-RKSERK- og BIR-SERK-kompleksene, indikerer forskernes data at et bredt spekter av oBIR3-iLRR-RK chimeras er funksjonelle i planter (figur 1).
Reseptorkinasene av leucinrike ekstracellulære repeteringsdomener (LRR-RKs) er den største gruppen av membransignalproteiner i planter. LRR-RKs kan føle små molekyler, peptider eller protein ligander, og kan aktiveres ved ligandindusert interaksjon med somatisk embryogenese reseptorlignende kinase (SERK) co-reseptor kinase. Våre tidligere studier har vist at SERK også kan samhandle med BAK1 som reseptor kinase 3 (BIR3) for å danne et konstituerende, liganduavhengig kompleks. Her rapporterer forskerne en reseptor chimera, der det ekstracellulære LRR-domenet til BIR3 er smeltet sammen med det cytoplasmatiske kinase-domenet til SERK-avhengige LRR-RKs. I mangel av ligandstimulering danner BRASSINOSTEROID INSENSITIVE1, HAESA og ERECTA Source-avledede SERK-koreseptorer tette komplekser. Disse chimeras uttrykkes under kontroll av de endogene promotorene til de respektive LRR-RK-ene og fører til effektive funksjoner for å oppnå fenotypen av brassinosteroider, blomsterutskillelse og stomatale mønstre. Viktigst, BIR3-GSO1 / SGN3 chimera kan delvis utfylle fenotypen dannet av sgn3 Karnofsky-båndet, noe som indikerer at SERK-proteinet også formidler aktiveringen av GSO1 / SGN3-reseptoren. Generelt kan våre proteinteknologiske metoder brukes til å avklare de fysiologiske funksjonene til LRR-RKs og bestemme reseptoraktiveringsmekanismen i en enkelt transgen stamme (figur 2).
Oppsummert tillater vår tilgjengelighet av enkle, Lego-type montering og egnede kontrolllinjer for BIR3 chimera nå genetisk karakterisering av foreldreløse LRR-RK-er med ukjente / uklare tap av funksjon fenotyper og analysen av deres underliggende aktiveringsmekanismer . BIR3 protein chimeras kan også brukes til biokjemisk eller genetisk interaksjonsscreening, hvor den konstituerende aktive formen av reseptoren er ønskelig.