努迪克斯 (NUDIX) 酸酶向特定的内醇铁酸盐,并调节酸盐稳态和Arabidopsis中的细菌病原体易感性
Robin Schneider1, Klea Lami1, Isabel Prucker2
1Department of Plant Nutrition, Institute of Crop Science and Resource Conservation, University of Bonn, Bonn, 53115, Germany.
研究人员确定了植物NUDIX类型的化酶 (NUDTs),这些化酶调节了内醇酸盐 (PP-InsP) 信号传输. 这些酶对于植物酸盐和铁的稳态以及对细菌病原体的免疫反应至关重要.
科学领域:
- 分子生物学分子生物学
- 植物生物化学 植物生物化学
- 信号通道的信号通道
背景情况:
- 伊诺西热酸盐 (PP-InsPs) 是真核生物中的重要信号分子,调节能量,酸盐 (Pi) 信号和植物激素感知.
- 负责植物中PP-InsP循环的酶在很大程度上未被确定,这阻碍了我们了解它们的作用.
研究的目的:
- 为了识别和描述参与PP-InsP代谢的植物酶.
- 阐明这些酶在植物营养恒温和免疫反应中的生理作用.
主要方法:
- 使用一种非水解PP-InsP模拟的拉下方法来识别Arabidopsis NUDIX类型的水解酶 (NUDTs).
- 用于体外测试,异质表达,基因编辑突变,SAX-HPLC,PAGE和CE-ESI-MS来确定基质特异性和酶活性.
- 分析Pi和铁稳态缺陷的突变表型,并进行RNA-seq以评估基因表达变化和PSR.
主要成果:
- 确定了两种Arabidopsis NUDT的子类,具有明显的PP-InsP铁酸酶活性,具有反反体选择性和Mg2+依赖性.
- 亚分类I NUDT优先水解4-InsP7,而亚分类II NUDT的目标是3-InsP7.
- 亚类II NUDT突变体在Pi和铁平衡中表现出缺陷,增加了1/3-InsP7和5-InsP7水平,并增强了对*Pseudomonas syringae*的抵抗力.
- 宫外NUDT表达诱导了Pi饥饿反应 (PSRs);RNA-seq揭示了PSR在植物防御中的独立作用.
- 证明了PP-InsP-代谢酶的跨王国保护,与真菌NUDT显示与植物亚类I相似.
结论:
- 阿拉比多普西斯NUDT在PP-InsP信号传递,调节植物营养素 (Pi,铁) 和免疫反应方面发挥着至关重要的作用.
- 特定的NUDT参与调节对细菌病原体的敏感性,突出显示了它们在植物防御中的重要性.
- PP-InsP的代谢在植物和人类中保持不变,这对理解跨王国相互作用有潜在的影响.
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