文部省 科学研究費補助金 新学術領域研究 植物発生ロジックの多元的開拓

PubMed ID 25661797 Pubmed 日付 2015//
タイトル Calcium-dependent protein kinases responsible for the phosphorylation of a bZIP transcription factor FD crucial for the florigen complex formation.
ジャーナル Scientific reports  2015//  5()  8341 
著者 Kawamoto Nozomi N,Sasabe Michiko M,Endo Motomu M,Machida Yasunori Y,Araki Takashi T
抄録 Appropriate timing of flowering is critical for reproductive success and necessarily involves complex genetic regulatory networks. A mobile floral signal, called florigen, is a key molecule in this process, and FLOWERING LOCUS T (FT) protein is its major component in Arabidopsis. FT is produced in leaves, but promotes the floral transition in the shoot apex, where it forms a complex with a basic region/leucine-zipper (bZIP) transcription factor, FD. Formation of the florigen complex depends on the supposed phosphorylation of FD; hitherto, however, the responsible protein kinase(s) have not been identified. In this study, we prepared protein extracts from shoot apices of plants around the floral transition, and detected a protein kinase activity that phosphorylates a threonine residue at position 282 of FD (FD T282), which is a crucial residue for the complex formation with FT via 14-3-3. The kinase activity was calcium-dependent. Subsequent biochemical, cellular, and genetic analyses showed that three calcium-dependent protein kinases (CDPKs) efficiently phosphorylate FD T282. Two of them (CPK6 and CPK33) are expressed in shoot apical meristem and directly interact with FD, suggesting they have redundant functions. The loss of function of one CDPK (CPK33) resulted in a weak but significant late-flowering phenotype.

 Calcium-dependent protein kina

京都大学生命科学研究科 分子代謝制御学(荒木)研究室 荒木 崇  投稿日時[2015-02-11 21:45:43]

フロリゲン(花成ホルモン, FTタンパク質)の作用においては、14-3-3に仲介されるbZIP転写因子FDとの複合体形成が必須である。この複合体形成には、FDのC末のC4領域のリン酸化が重要であることが示唆されていたが、これまで、リン酸化は実証されておらず、またリン酸化に関わり、フロリゲン複合体形成に重要な役割を果たすタンパク質キナーゼは明らかになっていなかった。本論文では、C4領域のT282残基がリン酸化されることを示し、生化学的な特性解析から、カルシウム依存性タンパク質キナーゼ(CDPK)がこのリン酸化に関わることを明らかにした。さらに、シロイヌナズナに存在する34個のCDPKの中から、CPK33(とおそらくCPK6)をその候補分子種として特定した。