5282744615

cyjanów, a w połączeniu z Ca²⁺ i CaM — do syntezy białek fotosystcmu PSI, podczas gdy sam Ca i CaM pośredniczą w biosyntezie białek fotosystemu PSU.

Ostatecznie sugeruje się, że w szlaku transdukcji sygnału fitochromowego:

1.    aktywacja kaskady reakcji zależnych od Ca²⁺/CaM hamuje szlak przemian metabolicznych zależny od cGMP i nie ma wpływu na przemiany zależne od cGMP i Ca²⁺/CaM,

2.    aktywacja łańcucha sygnałowego zależnego od cGMP powoduje zahamowanie kaskady zależnej od Ca^2T i CaM, jak również od cGMP i Ca²⁺/CaM.

III-3. Białkowe elementy szlaku sygnałowego

Poszukiwania czynnika białkowego, który wchodziłby w bezpośrednie interakcje z fitochromem będącym zarazem pierwszym ogniwem łańcucha transdukcji sygnałów, wynikał z przyjętej w przeszłości koncepcji, że fitochrom jest kinazą białkową. W ostatnich latach można obserwować wyraźny postęp w badaniach, mających na celu zidentyfikowanie domniemanego białka.

I1I-3.1. Czynnik oddziałujący z fitochromem — PIF3

Jednym z najwcześniej zidentyfikowanych czynników wchodzących w interakcję z fitochromem jest PIF3 (ang. Phytochrome-Interacting Factor 3), uzyskany z Arabidopsis thaliana za pomocą drożdżowe-świetlnych [30, 31]. Według A. G. von Arni-m ’ a [32], możliwe jest, że PIF3 moduluje aktywność genów, których produkty kontrolują ekspresję niżej leżącej kaskady genowej, lub też może działać jako czynnik modulujący aktywność innych białek regulatorowych.

W badaniach in vitro wykazano, że PhyB wiąże PIF3 tylko po indukowanej światłem konwersji do formy aktywnej, a wtórna fotokonwersja do formy nieaktywnej powoduje oddysocjowanie PIF3 [31]. Ustalono również, że naświetlanie daleką czerwienią, bezpośrednio po czerwieni, powoduje brak wiązania PIF3, co wskazuje, że PIF3 przyłącza się głównie (jeśli nie wyłącznie) do formy P_fr fitochro-mu B. Nie wiadomo jednak czy przekazaniu sygnałów od PhyB do PIF3 towarzyszy transfosforyla-cja.

Ponieważ C-końcowe domeny PhyA i PhyB są podobne, uważa się, że PIF3 wiąże się z fitochromami obu typów. Tezę tę potwierdziły badania na roślinach transgenicznych, w których wykazano, że PIF3 jest niezbędny dla normalnego przekazywania sygnałów zarówno w przypadku fitochromu A, jak i fitochro-mu B [30]. Występowanie wspólnego dla PhyA i PhyB białka sygnałowego sugeruje zbieżność łańcucha przemian metabolicznych obu fitochromów.

Wydaje się zatem, że PIF3 jest poważnym kandydatem na uniwersalnego pośrednika, przekazującego sygnał od fitochromu. Dotychczas nie ustalono jednak czy PIF3 jest substratem dla aktywności kinazo-

Ryc. 4. Schemat budowy białkowego czynnika oddziałującego z fitochromem — PIF3, z zaznaczeniem położenia domen: PAS, NLS oraz zasadowej domeny helisa-pętla-hclisa (bHLH) [za 11, zmienione].

go systemu dwuhybrydowego [30]. Jest to białko złożone z 524 aminokwasów zawierające charakterystyczny dla czynników transkrypcyjnych zasadowy motyw — helisa-pętla-helisa (bHLH) oraz domenę PAS odpowiedzialną prawdopodobnie za jego oddziaływanie z fitochromem (Ryc. 4). PIF3 zawiera również w swej cząsteczce klasyczną dwuczęściową sekwencję lokalizacji jądrowej (NLS). Lokalizację jądrową tego białka wykazano eksperymentalnie [30].

Obecność domeny bHLH oraz sekwencji wiążących fitochrom w białku PIF3 sugeruje istnienie bezpośredniego szlaku sygnałowego prowadzącego od fitochromów do genów, które są uruchamiane w zależności od panujących warunków wej fitochromu. Niejasne jest również czy PIF3 i inne białka regulatorowe uczestniczące w fotomor-fogenezie (np. COP1) regulują te same geny docelowe i czy możliwe są ich interakcje.

III-3.2. Białko PKS1

Innym czynnikiem, wchodzącym w interakcje z fitochromami jest PKS1 (ang. Phylochrome Kinase Substrate 1) — cytozolowe zasadowe białko złożone z 439 aminokwasów, nie posiadające żadnych charakterystycznych sekwencji czy motywów [33]. Badania wykazały, że PKS1 wiąże się zarówno z fitochromem A jak i B i jest przez obydwa fosforylowa-ny. Fosforylacji ulegała seryna i treonina, przy czym

188

POSTĘPY BIOCHEMII 47(2), 2001