阿拉伯芥14-3-3蛋白與麩氨酸接受器3.7磷酸化依存性之交互作用的功能性研究

Abstract

在哺乳類腦神經系統當中，離子型麩氨酸接受器(iGluRs)作為配位體結合的陽離子通道，可快速調節神經的訊息傳導。而在模式植物阿拉伯芥中，麩氨酸接受器(GLR)有20個成員，並且胺基酸的序列以及預測的二級結構與動物之iGluRs非常類似。阿拉伯芥的GLR功能為非選擇型的陽離子通道，可傳送陽離子。先前的研究指出阿拉伯芥GLR在生物學上的功能是會參與在根部的延長以及非生物逆境反應。然而，在植物當中，GLR的訊息傳導路徑還不清楚。14-3-3為鷹架蛋白，它可與離子通道蛋白做交互作用並且改變離子的通透性，而14-3-3蛋白會與具有磷酸化的絲胺酸或蘇胺酸之胜肽片段作結合。先前已報導過14-3-3ω蛋白可能會與阿拉伯芥GLR3.7蛋白有交互作用。此外，阿拉伯芥GLR3.7可以被鈣離子依存性蛋白激酶(CDPK)所磷酸化。為了研究阿拉伯芥GLR3.7的磷酸化位點是否與14-3-3蛋白結合的位點相同，使用CDPK在激酶-受質磷酸化反應(kinase assay)找到磷酸化的位點。同時，利用螢光共軛焦顯微鏡觀察GLR3.7在細胞內的位置。接著使用雙分子螢光互補系統(BiFC)、pull-down、石英晶體微量平衡試驗(QCM)以及免疫共沉澱法找到14-3-3ω的結合位點，此位點與CDPK磷酸化位點重疊，表示CDPK磷酸化位點與14-3-3結合位點為同一個胺基酸。此外，結果發現阿拉伯芥GLR3.7參與在根毛的發育，並且，證據顯示阿拉伯芥GLR3.7很可能調控根毛細胞的延長。總結以上所述，推測鈣離子依存性蛋白激酶可以磷酸化阿拉伯芥GLR3.7第860號絲胺酸，並且這個位點被磷酸化後，會使得14-3-3ω蛋白與之結合，進而提高通道的活性並且影響阿拉伯芥根毛的生長發育。