PEPR1 i PEPR2

PEPR 1 i PEPR2 ( Perception of the Arabidopsis Danger Signal Peptide 1 or 2) to kinazy homologiczne , które działają jak enzymy na inne białka. Przyłączają grupę fosforanową do określonych białek, zwaną fosforylacją . Reakcje te mogą powodować zmianę funkcji fosforylowanych białek. Zarówno PEPR 1, jak i PEPR 2 można sklasyfikować jako kinazy receptorowe, które odgrywają ważną rolę w odporności w roślinach. Kinazy receptorowe mają zdolność zmiany konformacji receptorów poprzez dodanie grupy fosforanowej. Te specyficzne kinazy receptorowe służą jako receptor rozpoznawania wzorców lub PRR, które mogą szybko i skutecznie rozpoznawać wiele różnych wzorców molekularnych lub sygnatur, które są unikalne dla każdego patogenu. Mogą również wykrywać różne sygnały ostrzegawcze emitowane przez hosta i odpowiednio reagować. Mówiąc dokładniej, białka zawierają bogate w leucynę segmenty powtórzeń, które oddziałują na zewnątrz komórki. To bogate w leucynę powtórzenie jest motywem strukturalnym obecnym w niektórych białkach, który ma określone funkcje ze względu na swoją pofałdowaną strukturę. Ta fałda może zawierać wiele powtarzających się aminokwasów, ale najpowszechniejsza jest hydrofobowa leucyna , stąd nazwa. PEPR1 i PEPR2 są obecne w roślinach i biorą udział w kilku procesach układu odpornościowego. Ich zdolność do zmiany konformacji receptorów może mieć wpływ na procesy sygnalizacyjne w roślinach, umożliwiając roślinie posiadanie systemu odporności na wypadek infekcji lub patogenu.

Odkrycie

Zidentyfikowano kinazy PEPR1 i PEPR2, które wiążą się odpowiednio z receptorami AtPEPR1 i AtPEPR2. Dzięki fotoznakowaniu za pomocą znakowanego radioaktywnie liganda receptor AtPep1 mógł zostać oczyszczony, a następnie zduplikowany. Doprowadziło to do odkrycia pierwszego wzorca molekularnego związanego z uszkodzeniem lub DAMP / rozpoznawania wzorców u Arabidopsis , inaczej znana jako rzeżucha, która jest małą kwitnącą rośliną powszechną w Eurazji. Ten odkryty receptor nazwano PEPR1, PEP receptor 1. Dalsza analiza genomu Arabidopsis wykazała bardzo podobny genetycznie homolog PEPR1, PEPR2 lub PEP receptor 2.

Badania

PEPR 1 i PEPR2 były badane przez wielu naukowców pod kątem ich właściwości i funkcji w procesach układu odpornościowego. Wiele z tych badań obejmuje izolowanie i krystalizację białek i przeprowadzono je w warunkach naturalnych, in vivo , jak również w sztucznym środowisku laboratoryjnym, in vitro . Białka działają jako inhibitory, które potencjalnie pomagają roślinom uzyskać odporność na różne substancje, współpracując z innymi związkami w roślinie. Pep1, receptor w roślinie, może być kontrolowany przez PEPR1 i PEPR2, wraz z innymi białkami i enzymami, takimi jak „ kinaza 1 wywołana botrytisem” (BIK1) i PBS1-podobny 1 (PBL1)”. Dokładniej, po wystawieniu na działanie receptora Pep1, białka działają jak kinazy podczas interakcji z BIK1.

Funkcjonować

Właściwości kinazy receptorowej PEPR1 i PEPR2 pozwalają im pełnić ważne funkcje w roślinach. Rośliny mają złożone i szczegółowe systemy sygnalizacyjne, a kinazy receptorowe zapewniają prawidłowe funkcjonowanie tych systemów. Kinazy receptorowe rozpoznają elementy związane z patogenami, które wchodzą w interakcję z rośliną, aby zapewnić roślinie ochronę przed obcymi, szkodliwymi substancjami. Wykorzystując te właściwości, kinazy receptorowe są bardzo ważne w układzie odpornościowym rośliny.

PEPR 1 i PEPR 2 są homologami, co oznacza, że ​​mają podobne właściwości i budowę, ale różnią się reakcjami pod wpływem różnych związków. Na przykład obie kinazy działają jako receptory AtPeps. Jednak inaczej reagują na związek. Każda z kinaz preferencyjnie oddziałuje z innym At Pep, nadając im unikalne funkcje w zależności od ich środowiska. Według badań przeprowadzonych na PEPR1 i PEPR2, ich funkcja jest bardzo ważna nie tylko dla odporności, ale także dla ważnych szlaków sygnałowych, takich jak kwas jasmonowy szlak -etylenowy i szlak kwasu salicylowego. Te unikalne reakcje mogą sprawić, że PEPR 1 i PEPR 2 będą łącznikiem między systemami „odporności lokalnej i ogólnoustrojowej”.

Struktura

PEPR1 i PEPR2 mają wspólny unikalny składnik strukturalny, ponieważ zawierają zewnątrzkomórkowe motywy powtórzeń bogate w leucynę (motywy LRR). Przeprowadzono badania mające na celu odkrycie struktury PEPR1 lub PEPR2, czasami w kompleksie z pewnymi białkami iw określonych środowiskach. Po skompleksowaniu z At Pep1 tworzy strukturę krystaliczną, w której jednostki zawierają dwie kopie PEPR1 i At Pep1 i nie są symetryczne. W tym kompleksie PEPR1 nie oligomeryzuje , jak niektóre inne receptory białkowe. Kinaza receptora zawiera również sekcję powtórzeń bogatą w leucynę, która składa się z 27 powtórzeń.

Występowanie

PEPR1 odkryto u Arabidopsis , Solanum lycopersicum i Zea mays . Uważa się, że odpowiadają one na Pep1, 2, 3, 4, 5 i 6. Przegląd i dalsze wyniki eksperymentów na ich temat można znaleźć w Lori i in. 2015.

Mutacje

Wykazano, że PEPR1 i PEPR2 zawierają pewne mutacje, które powodują zmianę lub utratę funkcji białek. Mutacje te mogą powodować komplikacje dla rośliny i jej układu odpornościowego, gdy wystąpią. Jeśli PEPR1 i PEPR2 stracą swoją wrażliwość na białka wywołane uszkodzeniem rośliny, roślina nie może zareagować na samoleczenie.

Czułość na At Pep1

Arabidopsis związane są dwa mutanty w odniesieniu do kinaz receptorowych PEPR1 i PEPR2. Mutanty te mają mutację w swoich genach pepr1 i pepr2, na którą wpływa odpowiednio PEPR1 i jego homolog PEPR2. Te kinazy receptorowe PEPR1 i PEPR2 są transkrybowane i dalej tłumaczone z tego samego chromosomu . W celu stworzenia potomstwa podwójnie zmutowanych pepr1 i pepr2, skrzyżowano dwie populacje i przeszukano pod kątem potomstwa niewrażliwego na AtPep1. , że zarówno te mutanty, jak i typu dzikiego mają wrażliwość na At Pep1, peptyd wzorca molekularnego związany z uszkodzeniami. Jednakże, gdy występują obie mutacje, podwójna mutacja rośliny pepr1/pepr2 jest całkowicie niewrażliwa na At Pep1. Ponadto rośliny te nie rozpoznają At Pep2 i At Pep3, odrębnych homologów AtPep1, co doprowadziło Elżbietę Król do wniosku, że homologi PEPR1 i PEPR2 kontrolują również ich percepcję.

Wrażliwość na etylen

Ta sama podwójna mutacja powoduje zmniejszoną reakcję na etylen . W roślinie etylen jest hormonem wytwarzanym, gdy roślina jest uszkodzona. Etylen pomaga również zwiększyć reakcję na uszkodzenia wyrządzone roślinie. Kiedy PEPR1 i PEPR 2 wiążą się z etylenem, rozpoczynają reakcję aktywacji układu odpornościowego rośliny. Jednak gdy ta mutacja jest obecna, roślina nie może właściwie reagować na sygnały etylenu, zmniejszając jej zdolność do samoleczenia.