Struktur-Funktionsanalyse der Auxintransport-regulatorischen D6PK in Arabidopsis thaliana
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Proteinkinasen regulieren die Funktionsweise anderer Proteine durch Phosphorylierung, posttranslationale Modifikationen der Zielproteine. Sogenannte AGC1 Kinasen aus der Modellpflanze Arabidopsis thaliana standen im Mittelpunkt der Forschungen in diesem Projekt. Sie unterscheiden sich von anderen Proteinkinasen durch eine Proteindomäne, die auffallen viele Motive, sogenannten CXX(X)P Motive mit der Aminosäure Cystein (C), trägt, deren Funktion hier untersucht werden sollte. Wir konnten ausschließen, dass diese Motive über den Oxidationszustand oder über eine Metallbindung die Proteinfunktion regulieren, und andererseits Hinweise darauf bekommen, dass eine weitere posttranslationale Modifikation der Cysteine (C), die Palmitoylierung, deren Vorkommen an der Plasmamembran der Zellen reguliert. Der Teil der Kinase, der diese CXX(X)P Motive enthält, scheint eine sehr stabile Proteinstruktur darzustellen, was wir momentan mit strukturbiologischen Methode NMR untersuchen. Des weiteren haben wir zum besseren biologischen Verständnis der Proteinkinasen beigetragen, in dem wir ihre Funktionsweise in der Ausbildung wichtiger Wurzelzellen, dem Protophloem, und in der Bildung des Pollen aufdecken.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2017). Dynamic PIN-FORMED auxin efflux carrier phosphorylation at the plasma membrane controls auxin efflux-dependent growth. Proc Natl Acad Sci USA 114, E887-E896
Weller, B., Zourelidou, M., Frank, L., Barbosa, I.C., Fastner, A., Richter, S., Jurgens, G., Hammes, U.Z., and Schwechheimer, C.
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(2018). A molecular rheostat adjusts auxin flux to promote root protophloem differentiation. Nature 558, 297-300
Marhava, P., Bassukas, A.E.L., Zourelidou, M., Kolb, M., Moret, B., Fastner, A., Schulze, W.X., Cattaneo, P., Hammes, U.Z., Schwechheimer, C., and Hardtke, C.S.
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(2018). Activation and polarity control of PIN-FORMED auxin transporters by phosphorylation. Trends Plant Sci 23, 523-538
Barbosa, I.C.R., Hammes, U.Z., and Schwechheimer, C.
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(2018). Arabidopsis protein kinase D6PKL3 is involved in formation of distinct plasma-membrane aperture domains on the pollen surface. Plant Cell 30, 2038-2056
Lee, B.H., Weber, Z.T., Zourelidou, M., Hofmeister, B.T., Schmitz, R.J., Schwechheimer, C., and Dobritsa, A.
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(2018). Roles of AGCVIII Kinases in the hypocotyl phototropism of Arabidopsis seedlings. Plant Cell Physiol 59, 1060-1071
Haga, K., Frank, L., Kimura, T., Schwechheimer, C., and Sakai, T.
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(2020). Mass-spectrometry-based draft of the Arabidopsis proteome. Nature 579, 409-414
Mergner, J., Frejno, M., List, M., Papacek, M., Chen, X., Chaudhary, A., Samaras, P., Richter, S., Shikata, H., Messerer, M., Lang, D., Altmann, S., Cyprys, P., Zolg, D.P., Mathieson, T., Bantscheff, M., Hazarika, R.R., Schmidt, T., Dawid, C., Dunkel, A., Hofmann, T., Sprunck, S., Falter-Braun, P., Johannes, F., Mayer, K.F.X., Jurgens, G., Wilhelm, M., Baumbach, J., Grill, E., Schneitz, K., Schwechheimer, C., and Kuster, B.
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(2021). Auxin does not inhibit endocytosis. Plant Physiology
Schwechheimer, C., Yalovsky, S., and Zarsky, V.
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(2021). Mapping and engineering of auxin-induced plasma membrane dissociation in BRX family proteins. Plant Cell
Koh, S.W.H., Marhava, P., Rana, S., Graf, A., Moret, B., Bassukas, A.E.L., Zourelidou, M., Kolb, M., Hammes, U.Z., Schwechheimer, C., and Hardtke, C.S.
