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Current Biology:AGC激酶和MAB4/MEL蛋白通过限制PIN的侧向扩散维持PIN的极性

已有 2069 次阅读 2021-3-14 13:22 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

AGC kinases and MAB4/MEL proteins maintain PIN polarity by limiting lateral diffusion in plant cells

第一作者Matouš Glanc

第一单位奥地利科学技术研究所

通讯作者Jiří Friml


 Abstract 


背景回顾Polar subcellular localization of the PINexporters of the phytohormone auxin is a key determinant of directional, intercellular auxin transport and thus a central topic of both plant cell and developmental biology.


提出问题Arabidopsis mutants lacking PID, a kinase that phosphorylates PINs, or the MAB4/MELproteins of unknown molecular function display PIN polarity defects and phenocopy pin mutants, but mechanistic insights into how these factors convey PIN polarity are missing. 


结果1-互作复合体:Here, by combining protein biochemistry with quantitative live-cell imaging, we demonstrate that PINsMAB4/MELs, and AGC kinases interact in the same complex at the plasma membrane. 


结果2-PIN招募MAB4/MELsMAB4/MELs are recruited to the plasma membrane by the PINs and in concert with the AGC kinases maintain PIN polarity through limiting lateral diffusion-based escape of PINs from the polar domain. 


结果3-正反馈调节:The PIN-MAB4/MEL-PID protein complex has self-reinforcing properties thanks to positive feedback between AGC kinase-mediated PIN phosphorylation and MAB4/MEL recruitment. 


结论:We thus uncover the molecular mechanism by which AGC kinases and MAB4/MEL proteins regulate PIN localization and plant development.


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 摘 要 


生长素外运载体PIN蛋白在细胞中的极性定位是决定细胞间方向性生长素流的关键因素,因此在植物细胞和发育生物学领域备受关注。拟南芥中,PID能够磷酸化PINs,而MAB4/MEL蛋白还未知其生物学功能,但是二者的突变体均表现出PIN蛋白的极性定位缺陷,出现类似于pin突变体的表型,但是这两种蛋白具体如何作用于PINs的极性还不清楚。本文中,作者结合了蛋白生物化学和定量活细胞成像,发现PINs、MAB4/MELs和AGC激酶在质膜上的同一个复合体中发生互作。MAB4/MELs被PINs招募到质膜,并在此与AGC激酶一起通过限制PIN在极性域中的侧向扩散,来维持PIN的极性。PIN-MAB4/MEL-PID蛋白复合体具有自我增强的特性,这是由AGC激酶介导的PIN磷酸化和MAB4/MEL招募形成的正向反馈所介导的。因此,本文的研究揭示了一个AGC激酶和MAB4/MEL蛋白作用于PIN蛋白的极性定位, 从而调控植物发育的分子机制。

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 通讯作者 

** Jiří Friml **


个人简介:

1995年,马萨里克大学,化学学士;

1997年,马萨里克大学,生物化学学士;

2000年,科隆大学,生物学博士;

2002年,马萨里克大学,生物化学博士。


研究方向生长素的极性运输;细胞极性;细胞内吞与再循环;信号转导的非转录机制。


doi: https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.02.028


Journal: Current Biology

Published date: Mar 10, 2021

p.s. 往期Jiří Friml通讯研究链接:



https://blog.sciencenet.cn/blog-3158122-1276675.html

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