拟南芥光敏色素A的蛋白磷酸化调控其信号传导的分子机理研究

Light is one of the key environmental signals regulating plant growth and development. Phytochromes are photoreceptors that perceive red (R) and far-red (FR) light in plants. Previous studies showed that phytochromes are phospho-proteins, and phosphorylation/dephosphorylation plays an important role in regulating phytochrome functions and signal transduction. In this project, we will investigate the role of phosphorylation/dephosphorylation in regulating the function of Arabidopsis phytochrome A (phyA) photoreceptor, and identify the important phosphorylation sites on Arabidopsis phyA by mutagenesis studies. We will determine how phosphorylation of these sites regulate phyA nuclear accumulation, protein degradation, and interaction with its downstream signal transducers. The findings of this project will establish the molecular basis of phosphorylation in regulating phytochrome signal transduction, and will undoubtedly shed more light on the mechanisms of light control of plant growth and development.

光是调控植物生长和发育过程中最重要的环境信号之一。光敏色素是植物中的红光和远红光的光受体。先前的研究表明，光敏色素是磷酸化的蛋白，而且磷酸化/去磷酸化在调控光敏色素的功能和信号传导中起着关键的作用。在本项目中，我们将研究磷酸化/去磷酸化如何调控拟南芥光敏色素A（phyA）的功能，并且通过点突变的研究，鉴定拟南芥phyA上的重要磷酸化位点。我们将确定这些位点的磷酸化如何调控phyA进入细胞核、影响phyA的蛋白降解以及phyA与下游信号分子的相互作用。这项研究将阐明磷酸化在调控光敏色素信号传导中的分子机制，并将有助于更加深入的理解光对植物生长和发育的调控机理。

光是调控植物生长和发育过程中最重要的环境信号之一。光敏色素是植物中的红光和远红光的光受体。先前的研究表明，光敏色素是磷酸化的蛋白，而且磷酸化/去磷酸化在调控光敏色素的功能和信号传导中起着关键的作用。在本项目中，我们通过点突变的方法，鉴定了拟南芥光敏色素A（phyA）上的重要磷酸化位点。我们的研究发现，位于拟南芥phyA蛋白铰链区的三个位点，S590, T593和S602，对调控phyA的功能至关重要。将这三个位点同时突变为丙氨酸(Ala)或者天冬氨酸(Asp)，都会显著影响phyA的功能。进一步的结果表明，这三个位点为丙氨酸或者天冬氨酸的phyA突变体，接受光照后进入细胞核没有受到影响，但是与FHY1/FHL的蛋白互作显著增强。而且，phyA突变体的蛋白降解速率下降，而且在远红光下的磷酸化水平降低。这项研究阐明了phyA的蛋白磷酸化在调控远红光信号转导中的重要作用，为深入理解植物中远红光信号的转导机制具有重要的贡献。