博文
PNAS：拟南芥蛋白磷酸酶PP2A通过SPCH蛋白影响气孔发育
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Protein phosphatase 2A promotes stomatal development by stabilizing SPEECHLESS in Arabidopsis
第一作者：Chao Bian
第一单位：美国罗格斯大学
通讯作者：Juan Dong
Abstract
背景回顾：Stomatal guard cells control gas exchange that allows plant photosynthesis but limits water loss from plants to the environment. In Arabidopsis, stomatal development is mainly controlled by a signaling pathway comprising peptide ligands, membrane receptors, a mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade, and a set of transcription factors. The initiation of the stomatal lineage requires the activity of the bHLH transcription factor SPEECHLESS (SPCH) with its partners.
提出问题：Multiple kinases were found to regulate SPCH protein stability and function through phosphorylation, yet no antagonistic protein phosphatase activities have been identified. 主要发现：Here, we identify the conserved PP2A phosphatases as positive regulators of Arabidopsis stomatal development. 结果：We show that mutations in genes encoding PP2A subunits result in lowered stomatal production in Arabidopsis. Genetic analyses place the PP2A function upstream of SPCH. Pharmacological treatments support a role for PP2A in promoting SPCH protein stability. We further find that SPCH directly binds to the PP2A-A subunits in vitro. In plants, nonphosphorylatable SPCH proteins are less affected by PP2A activity levels. 结论：Thus, our research suggests that PP2A may function to regulate the phosphorylation status of the master transcription factor SPCH in stomatal development.
摘 要
植物的气孔保卫细胞控制气体交换，保证光合作用的顺利进行，同时防止水分的丢失。在拟南芥中，气孔的发育主要是由一个包括多肽配体、膜受体、丝裂原活化蛋白激酶MAPK级联以及一系列的转录因子构成的信号通路所控制的。气孔细胞系的起始需要bHLH转录因子SPEECHLESS及其伴侣的激活。目前已经发现了多个激酶能够通过磷酸化调控SPCH蛋白的稳定性和功能，但尚未发现拮抗蛋白磷酸酶。本文中，作者鉴定了保守的PP2A磷酸酶作为拟南芥气孔发育的正向调控因子发挥作用。研究显示，拟南芥中PP2A亚基编码基因的突变会导致气孔变少。遗传试验显示PP2A蛋白在SPCH的上游发挥作用。药理学处理显示PP2A能够促进PP2A蛋白的稳定性。作者进一步发现SPCH能够在体外直接结合到PP2A-A亚基。在植物中，非磷酸化的SPCH蛋白受到PP2A活性水平的影响较小。因此，本文的研究揭示了PP2A可能通过影响气孔发育的主要调控转录因子SPCH的磷酸化状态而发挥功能。
通讯作者
**Juan Dong** 加州大学河滨分校，博士。 研究方向： 不对称细胞分裂机制。
doi: 10.1073/pnas.1912075117
Journal: PNAS
Published date: June 09, 2020
p.s. 往期植物气孔发育相关研究链接：
https://blog.sciencenet.cn/blog-3158122-1237901.html
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