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Cell子刊:蓝光敏磷酸化的CCE域决定了拟南芥CRY2的光敏性

湖南大学、福建农林大学和加州大学洛杉矶分校等处的研究人员证实,蓝光依赖性的CCE结构域磷酸化决定了拟南芥蓝光受体CRY2的光敏感性。隐花色素是通过吸收蓝光(400-500nm)和近紫外光(320-400nm)从而调节植物形态及新陈代谢变化及向光性反应的一类光敏受体。在单子叶植物、双子叶植物、蕨类、藓类和藻类中都存在。目前已在拟南芥中鉴别出隐花色素家族的3个成员:CRY1、CRY2和CRY3。CRY2是植物感受蓝光的光受体之一,它介导了蓝光调节植物的光形态建成反应,如抑制下胚轴的伸长、调节昼夜节律、激活基因转录和调节开花等。


隐花色素具有两个结构域:PHR结构域在进化上保守,存在于DNA光裂解酶和隐花色素之中;CCE结构域则为隐花色素独有。隐花色素是一类磷蛋白,人们认为蛋白磷酸化对于隐花色素在植物和动物中发挥功能及其调控起极其重要的作用。拟南芥隐花色素CCE结构域的多个残基似乎都可以发生磷酸化。近年来的一些研究证实在蓝光诱导下CRY2可以发生磷酸化,基于此有人提出蓝光诱导的磷酸化有可能决定了CRY2的功能和调控。


在这篇新文章中研究人员报告称对CRY2磷酸化开展了生物化学和遗传学研究。利用质谱法分析,他们鉴别出在拟南芥幼苗中CRY2 CCE结构域有三个丝氨酸残基(S588, S599, and S605)可发生蓝光依赖性的磷酸化。通过研究CRY2 CCE结构域中的丝氨酸替换突变,他们证实在CRY2 CCE结构域中存在两种类型的磷酸化作用,一种发生在一个丝氨酸集群簇(serine cluster)内可导致电泳迁移率加速,另一种发生在这一丝氨酸集群簇之外似乎没有引起电泳迁移率加速。研究人员证实,这一丝氨酸集群簇内部及外部的丝氨酸残基突变都可以减少蓝光依赖性的CRY2磷酸化、降解以及生理活性。这些研究提供了有力的证据支持,蓝光依赖性的CCE结构域磷酸化决定了拟南芥CRY2的光敏感性。


原文链接:The Blue Light-Dependent Phosphorylation of the CCE Domain Determines the Photosensitivity of Arabidopsis CRY2


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