Передача этиленового сигнала в высших растениях : Роль фосфорилирования белков и МАП-киназ

• Автор: Новикова, Галина Викторовна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 285 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

I. Активируемая митогенами нротеинкиназа регулируется путем фосфорилирования по аминокислотным остаткам треонина и тирозина .

II. Сигнальные пути, в которых участвуют МАПК модули, включающие три киназы.

III. Активация МАПК за счет двойного фосфорилирования.

IV. Сигнальные пути, включающие МАПК, в дрожжевых клетках .

IV. 1. Организация II модулей.

IV.2. Путь ответа на половой феромон в гаплоидных клетках

дрожжей
IV.3. Сигнальные пути, приводящие к образованию псевдогифов у диплоидных и проникающего роста у гаплоидных клеток .

IV.4. Путь, ведущий к перестройке клеточной стенки.

IV.5. Осмосенсоры и пути ответа на стресс
IV.5.1. Двухкомпонентный осмосенсор регулирует 1I
модуль.
IV.5.2. зависимый путь ответа при изменении осмолярности.
IV.5.3. Путь ответа на изменение осмолярности у i .
V. МАПК сигнальные пути в клетках млекопитающих
V. 1. МАПК сигнальный путь
V. 1.1. МАПК
V2. МАПЗК в МАПК сигнальном пути.
V.I.3. МЛП2К в МАПК сигнальном пути
V. 1.4. Рецепторы, активирующие МАПК путь
V. 1.5. МАПК путь.
V6. МАПК р сигнальный путь.
VI. Прогеинкиназы растений в трансдукции абиотических и биотических сигналов.
VI. 1. Возможная роль МАК в регуляции клеточного цикла
VI.2. МАПК в ответе растений на внеклеточные сигналы
VI.3. Возможная роль МАПК в передаче внутриклеточных
сигналов
VI.4. Регуляция МАПК при помощи фосфопротеинфосфатаз
Заключение
ХАРАКТЕРИСТИКА МУТАНТОВ А. i С ИЗМЕНЕННОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬЮ К ЭТИЛЕНУ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В
РАБОТЕ
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Растительный материал и обработка растений
Биотест на этиолированных проростках гороха тройной ответ
Ьиотсст на этиолированных проростках . i
Биотест на срезанных листьях . i.
Выделение препаратов мембран.
Фосфорилированис мембранных белков i vi
Фосфорилирование белков i viv
Определение стабильности продуктов реакции фосфорилирования .
Определение активности нуклсозиддифосфаткиназы.
Выделение препаратов цитозольных белков для определения активности МАПкиназы.
Определение МАПкиназной активности i vi
Определение МАПкиназной активности i i
Иммунопреципитация I 1киназы
Иммунодетекция белков вестерн блоттинг
Определение статуса фосфорилирования МАПК.
Определение связывания 1 Сэтилена i vi
Количественное определение белка
Анализ радиоавто1рафов
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
I. Анализ модельных систем
II. Фосфорилирование мембранных белков одно из ранних событий пути передачи этиленового сигнала
II. 1. Рефляция этиленом фосфорилирования белков из этиолированных проростков гороха в системе i vi.
II. 2. Регуляция этиленом фосфорилирования белков i viv
II. 3. Влияние этилена на фосфорилирование мембранных белков листьев . i.
И. 4. Влияние фосфорилирования на связывание нСэтилена i vi препаратами мембран из этиолированных проростков гороха .
III. Нуклеозиддифосфаткиназа возможный компонент пути передачи этиленового сигнала.
III. 1. Нуклеозиддифосфаткиназа этиолированных проростков гороха
III.1.1. Фосфорилирование кДа мембранного белка этиолированных эпикотилей гороха в присутствии ЭДГА .
III. 1.2. Иммунологическая характеристика полипептида кДа из проростков гороха.
III. 1.3. Нуклсозиддифосфатная активность в мембранных препаратах этиолированных эпикотилей гороха.
II 1.2. Изучение ДФК в листьях растениий . i
IV. Этиленрегулируемая МАПкиназа компонент пути передачи этиленового сигнала в этиолированных эпикотилях гороха и листьях
. i.
IV. 1. Влияние экзогенного этилена на МАПкиназную активное гь в этиолированных проростках гороха и листьях . i 9 IV.2. Регулируемая этиленом МАПК представитель семейства
I I 1 типа.
IV.3. Этилен специфически активирует МАПК.
IV.3.1. Использование ингибиторов связывания этилена с его предполагаемыми рецепторами для доказательства специфичности активации этиленом I 1киназы
IV.3.2. Использование мутантов . i для исследования возможного участия МАПК в передаче этиленового сигнала.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


I1 3 фосфорилирует , что снижает транскрипцию 1 циклинов ii , приводя к остановке клеточного цикла, чтобы в дальнейшем осуществить слияние. Фосфорилирование крайне важно, поскольку мутантные аллели , у которых фосфорилируется не полностью, не могут медиировать индуцируемую феромоном остановку клеточного цикла . Другой мишенью МАПК 3 является фактор транскрипции , участвующий в инду кции генов ответа на феромон ii . То есть, II 3 регулирует при помощи двух комплиментарных путей путем прямого фосфорилирования и путем усиления транскрипции через активацию 2. В делящихся клетках дрожжей i МАПК модуль, участвующий в ответе на феромон, содержит МАПкиназы гомологичные . МЛПЗК Вуг2 гомологична МАПЗК 1, МЛП2К МЛП2К 7, а МАПК II 3 . Рис. Рис. МАПК путь, работающий при слиянии сЫгояассшготусеротЬе. Однако у 5. Ье и 5. МАПК модуля. Вопервых, у сегеу1. Ъе . Вовторых, хотя в гаплоидных клетках 5Т. Точнее, э го происходит, когда клетки . В ответе . X . В ответ на половые феромоны у мутантов, дефицитных по или 6 ГДФГТФ фактор обмена для не происходит индукции транскрипции гена , который контролирует вхождение клеток в мейоз i . МЛПК модулем, поскольку, как было показано в двугибридной системе, может связывать МАПЗК Вуг2 V . Важно отметить, что эквивалент 5 не был обнаружен в клетках . МАПЗК Вуг2 посредством . IV. Сигнальные пути, приводящие к образованию псевдогифов у диплоидных и проникающею роста у гаплоидных клеток. В ответ на азотное голодание в диплоидных клетках . Поскольку материнские и дочерние клетки остаются соединенными, многократные повторения таких однополярных делений приводят к появлению филаментов, состоящих из линейной цепи удлиненных клеток и называющихся псевдогифами. Материнские клетки дрожжей образуют колонии на агаризованых средах, тогда как псевдогифы проникают в агар i, i, i . То есть недостаток азота, повидимому, не является фактором, от которого зависит проникающий рост гаплоидов i . II модуль, включающий МЛПЗК , МЛП2К 7 и МЛПК , может проводить сигналы, приводящие к проникающему рост Рис. Рис. I I путь при проникающем росте . МЛПК . Однако в дальнейшем было обнаружено, что даже если МАПЗК i I и II2 7 работали сверхактивно, а МЛПК отсутствовала, то такие клетки не давали роста филаментов. II для роста филаментов как у гаплоидов, так и у диплоидов свидетельствовало то, что удаление МАП2К 7 или точечные мутации в II , повреждающие ее каталитическую активность, приводили к значительным дефектам в росте филаментов I . Проникающий рост наиболее выражен, когда МАПК 3 отсутствует, причем такой характер роста наблюдается у мутантов как гаплоидных, гак и диплоидных, не экспрессирующих II 3 , i, . МАПК 3 функционирует в качестве репрессора в ответе, ведущем к проникающему росту. То есть, когда II 3 и МАПК активированы, они проявляют противоположные функции при проникающем росте. Возможно, что одна из функций МАПК пути, в котором работает МАПК 3, состоит в подавлении проникающего роста в гаплоидных клетках для того, чтобы облегчить клеткам вхождение в программу полового слияния, когда клетки должны прекратить рост. При таком развитии событий в присутствии феромонов ингибиторная активность МАГ1К 3 в отношении проникающего роста должна быть выше, чем стимуляторная активность II . Эго соображение согласуется с тем, что феромоны активируют МАПК 3 значительно сильнее, чем МАПК i . Очевидно, что баланс этих двух киназных активностей регулируется МАП2К 7, причем именно этот баланс играет роль в определении того, будут ли клетки давать проникающий рост. Несмотря на то что роль МАПЗК МАП2К 7 МАПК модуля в контроле проникающего роста достаточно хорошо изучена, остается непонятным, почему удаление всех компонентов этого модуля лишь в небольшой мерс влияет на рост проникновением . МЛП2К 7 МЛПК пути. Элементами таких альтернативных путей могут быть, например. ГТФ потенцируют проникающий рост i . IV. Путь, ведущий к перестройке клеточной стенки. Рост дрожжей зависит от перестроек, происходящих в клеточной стенке. Перестройки в клеточной стенке являются результатом работы МЛПК пути Рис. У . Рис. МЛПК путь, используемый .