5282744613

forów fitochromów roślin wyższych, wykazywało fotoodwracalność i ulegało auto fosforylacji na reszcie histydyny [18]. Proces ten zachodził intensywniej po naświetleniu daleką czerwienią. Ponadto forma P_r cph 1 fosforylowała rep 1, podczas gdy forma Pfr nic wykazywała takiej aktywności (Ryc. 2).

Nie wiadomo, czy fitochrom roślin wyższych wykazuje podobne właściwości, jednakże zarówno forma P_r, jak i P_fr fitochromu owsa może fosforylować białko rcpl [19]. W tej sytuacji fosforylacji ulegała jednak nie reszta asparaginy, jak to ma miejsce w przypadku kinaz histydynowych, a reszta seryny, co sugeruje, że fitochrom zachowuje się jak kinaza Ser/Thr. W związku z tym postuluje się, że fitochrom roślin wyższych zachował aktywność kinazy histy-dynowej, w której reszta fosforanowa jest intensywnie przenoszona na serynę [21, 22].

Możliwość funkcjonowania fitochromu jako kinazy serynowo-treoninowej postulowano już wcześniej, kiedy u mszaka Ceratodon purpureus zidenty-

Skłoniło ich to do sugestii, że ufosforylowana tyrozyna może służyć jako miejsce wiązania białek mających domeny SH2, rozpoznających jedną z dwóch specyficznych sekwencji aminokwasowych: pTyr-hydrofilowy-hydrofilowy-hydrofobowy lub pTyr-hydrofobowy-dowolny-hydrofobowy. Autorzy doliczyli się sześciu takich sekwencji w fitochro-mie A owsa.

III-2. Drobnocząsteczkowc elementy szlaku sygnałowego

Charakterystycznymi reakcjami rośliny na światło czerwone i daleką czerwień są: ekspresja genów białek PSI i PSU (fnr, cab) oraz genów odpowiedzialnych za biosyntezę antocyjanów (chs).

Stosując mikroiniekcje do subepidcrmalnych komórek hipokotyla mutanta pomidora — Aurea specyficznych agonistów i antoganistów białek G wykazano, żc jednym z pierwszych etapów przekazania sy-

cab-GUS

Ekspresja

chs-GUS

Ekspresja

fnr-GUS

Ekspresja

cab-GUS

cGMP

cGMP

Światło ■ ■»

fikowano białko fitochromowe, którego N-końcowa domena wykazywała cechy pośrednie pomiędzy fito-chromem A i B Arabidopsis, a domena C-końcowa posiadała sekwencje aminokwasowe homologiczne do eukariotycznych kinaz Scr/Thr/Tyr [5, 23, 24].

Właściwości kinazy Ser/Thr wykazują także flto-chromy uzyskane z owsa i z algi zielonej (Mesotae-nium caldariorum), przy czym bardziej aktywną formą pod względem autofosforylacji jest Pf_r. Formy P_r i P_fr w równym stopniu, fosforylują histon H1, który z kolei stymuluje autofosforylację głównie formy Pr [19].

Fosforylację reszt tyrozyny w fitochromie w badaniach in vitro wykazali Sommer i wsp. [25].

Ekspresja

chs-GUS

Ekspresja

fnr-GUS

Fksnrpęia ^R-^vc* 3* Schemat przedstawiający udział substancji

drobnocząstcczkowych w szlakach sygnałowych fitochromu (za 28, zmieniono]. Szczegóły w tekście. 1. Represja łańcucha transdukcji sygnałów zależnego od cGMP przez szlak obejmujący Ca²7CaM. 2. Represja szlaku sygnałowego zależnego od Ca²7CaM oraz od cGMP i Ca²VCaM przez kaskadę z udziałem cGMP. Oznaczenia strzałek: pełne — fotokon-wersja fitochromu; puste — kolejne etapy przekazywania sygnałów, tępo zakończone — negatywna regulacja jednego szlaku przez inny. GP — białka G.

gnału fitochromowego jest aktywacja tych heterotri-mcrycznych białek (Ryc. 3) [26]. W doświadczę-niach z wykorzystaniem Ca i aktywowanej kalmo-duliny stwierdzono, że cząsteczki te częściowo zastępują fitochrom A stymulując ekspresję cab-GUS oraz syntezę białek kompleksu fotosyntetycznego PSII — reakcje, których brakiem cechuje się mutant. Natomiast koiniekcje cGMP, jonów Ca²⁺, oraz inhibitorów i aktywatorów białek G wykazały, że cGMP aktywuje ekspresję chs-GUS, a w połączeniu z wapniem —fnr-GUS [27-29].

Na podstawie tych doświadczeń wyciągnięto wniosek, że cGMP działa jako wtórny przekaźnik na szlaku prowadzącym od fitochromu do syntezy anto-

187

POSTĘPY BIOCHEMII 47(2), 2001