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Structure-function analysis of the auxin transport regulatory D6 PROTEIN KINASE in Arabidopsis thaliana

Subject Area Plant Cell and Developmental Biology
Term from 2014 to 2021
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 259142660
 
Final Report Year 2021

Final Report Abstract

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.

Publications

  • (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.
    (See online at https://doi.org/10.1073/pnas.1614380114)
  • (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.
    (See online at https://doi.org/10.1038/s41586-018-0186-z)
  • (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.
    (See online at https://doi.org/10.1016/j.tplants.2018.03.009)
  • (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.
    (See online at https://doi.org/10.1105/tpc.18.00442)
  • (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.
    (See online at https://doi.org/10.1093/pcp/pcy048)
  • (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.
    (See online at https://doi.org/10.1038/s41586-020-2094-2)
  • (2021). Auxin does not inhibit endocytosis. Plant Physiology
    Schwechheimer, C., Yalovsky, S., and Zarsky, V.
    (See online at https://doi.org/10.1093/plphys/kiab132)
  • (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.
    (See online at https://doi.org/10.1093/plcell/koab076)
 
 

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