Seneszenz-Hauptregulator ORE1 ist Substrat der CPK1 in Arabidopsis.
Professor Tina Romeis hat gemeinsam mit Partner/innen des SFB 973 „Organismische Reaktionen auf Stress: Prägung und Erinnerung“ herausgefunden, dass der Seneszenz-Hauptregulator ORE1 ein direktes Substrat der Kalzium-abhängigen Proteinkinase CPK1 ist. Der Befund wurde in The Plant Cell publiziert.
Kalzium-abhängige Proteinkinasen (CPKs) sind pflanzliche Enzyme der intrazellulären Signalübertragung, die durch Phosphorylierung ihrer Zielproteine schnelle Stressantworten auf Umweltveränderungen vermitteln. Demnach wurden CPKs sowohl bei Dürre als auch bei Pathogenbefall als entscheidende frühe Signalkomponenten identifiziert, die das Überleben der Pflanzen unter diesen Bedingungen sichern. Auf der Suche nach Phosphorylierungssubstraten der CPK1 in Arabidopsis thaliana nutzten die Wissenschaftler ein neuartiges Verfahren, bei dem die konditionelle Expression einer konstitutiv aktiven, kalzium-unabhängigen, CPK1 mit einer anschließenden in vivo-Phosphoproteomics-Analyse kombiniert wird. Dabei konnte der Transkriptionsfaktor ORE1, der Hauptregulator der entwicklungsbedingten Blattseneszenz, als direktes Substrat von CPK1 identifiziert werden. Pflanzen mit erhöhter Expression eines intakten ORE1-Proteins, so die Autoren, weisen eine verstärkte frühe Seneszenz auf, was bei Überexpression von ORE1-Proteinen mit fehlendem Phosphorylierungs-Hotspot nicht der Fall ist.
Die von den Wissenschaftlern erhobenen Daten stellen die erste Verbindung von CPK1 zur Induktion des Seneszenz-bedingten Zelltods dar. Erstmals konnte hier gezeigt werden, dass das neue Verfahren sehr gut geeignet ist, um Kinase-Zielproteine zu finden, die entweder nur in geringen Mengen vorkommen oder die nur transient oder in noch nicht verstandenen biologischen Zusammenhängen phosphoryliert werden.
