Πώς μια πρωτεΐνη που συνδέει ασβέστιο και φυτική ορμόνη ρυθμίζει την ανάπτυξη

Στα φυτά, η σηματοδότηση του ασβεστίου διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στη ρύθμιση διαφόρων φυσιολογικών διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης και της ανάπτυξης. Η καλμοδουλίνη (CAM) είναι μια πρωτεΐνη δέσμευσης ασβεστίου που δρα ως κεντρικός κόμβος, αποκωδικοποιώντας σήματα ασβεστίου και μεταφράζοντας τα σε συγκεκριμένες κυτταρικές αποκρίσεις. Η CAM αλληλεπιδρά με ένα ευρύ φάσμα πρωτεϊνών στόχων, συμπεριλαμβανομένης μιας ομάδας γνωστού ως πρωτεΐνες δέσμευσης καλμοδουλίνης (CBPs). Ένα τέτοιο CBP είναι μια πρωτεϊνική κινάση που ονομάζεται CBL-αλληλεπιδρά πρωτεϊνική κινάση 23 (CIPK23).

Το CIPK23 είναι μια κινάση πρωτεΐνης σερίνης/θρεονίνης που εμπλέκεται στη ρύθμιση της ανάπτυξης και της ανάπτυξης των φυτών. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό στον έλεγχο της κυτταρικής διαίρεσης και της επιμήκυνσης, οι οποίες είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη των φυτών. Η δραστικότητα CIPK23 ρυθμίζεται αυστηρά από τα επίπεδα ασβεστίου και την αλληλεπίδρασή της με την CAM.

Όταν τα επίπεδα ασβεστίου αυξάνονται στα φυτικά κύτταρα, η CAM συνδέεται με το CIPK23, προκαλώντας μια αλλαγή διαμόρφωσης που ενεργοποιεί την κινάση. Η ενεργοποιημένη CIPK23 στη συνέχεια φωσφορυλιώνει διάφορες προς τα κάτω πρωτεΐνες στόχου, ξεκινώντας έναν καταρράκτη σηματοδότησης που τελικά οδηγεί σε αλλαγές στην έκφραση γονιδίων και τις φυσιολογικές αποκρίσεις.

Ένας από τους βασικούς στόχους του CIPK23 είναι μια φυτική ορμόνη που ονομάζεται brassinosteroid (BR). Τα BRS είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των φυτών και διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στη ρύθμιση της επιμήκυνσης των κυττάρων. Το CIPK23 φωσφορυλιώνει μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη που ονομάζεται BRI1 που σχετίζεται με την κινάση 1 (BAK1), η οποία αποτελεί συστατικό της οδού σηματοδότησης BR.

Με τη φωσφορυλίωση του BAK1, το CIPK23 ενισχύει τη σηματοδότηση BR, οδηγώντας σε αυξημένη επιμήκυνση των κυττάρων και ανάπτυξη φυτών. Αυτό καταδεικνύει τον τρόπο με τον οποίο το CIPK23 λειτουργεί ως μοριακή γέφυρα μεταξύ της σηματοδότησης του ασβεστίου και της δράσης των φυτικών ορμονών, επιτρέποντας στα φυτά να ενσωματώσουν αυτά τα σήματα για τη ρύθμιση της ανάπτυξης και της ανάπτυξης.

Επιπλέον, το CIPK23 έχει βρεθεί ότι αλληλεπιδρά με άλλες εξαρτώμενες από ασβέστιο πρωτεΐνες και συστατικά σηματοδότησης, υποδηλώνοντας τη συμμετοχή της σε πρόσθετες κυτταρικές διεργασίες πέρα ​​από τη σηματοδότηση BR. Η κατανόηση των περίπλοκων μηχανισμών της ρύθμισης CIPK23 και των αλληλεπιδράσεών της με την CAM και άλλες πρωτεΐνες παρέχει πολύτιμες γνώσεις για το πώς τα φυτά αντιλαμβάνονται και ανταποκρίνονται στα σήματα ασβεστίου για τον έλεγχο της ανάπτυξης και της ανάπτυξης.