A estrutura do fitocromo A de Arabidopsis revela diversificação topológica e funcional entre as isoformas fotorreceptoras da planta

Nature Plants (2023)Cite este artigo

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As plantas empregam uma coorte divergente de fotorreceptores de fitocromo (Phy) para governar muitos aspectos da morfogênese por meio de fotointerconversão reversível entre Pr inativo e conformadores ativos de Pfr. Os dois mais influentes são PhyA, cuja retenção de Pfr permite a sensação de luz fraca, enquanto a relativa instabilidade de Pfr para PhyB o torna mais adequado para detectar sol pleno e temperatura. Para entender melhor esses contrastes, resolvemos, por microscopia crioeletrônica, a estrutura tridimensional de PhyA de comprimento total como Pr. Como o PhyB, o PhyA dimeriza por meio da montagem cabeça-a-cabeça de seus domínios relacionados à histidina quinase C-terminal (HKRDs), enquanto o restante se monta como uma plataforma responsiva à luz cabeça-cauda. Enquanto a plataforma e os HKRDs se associam assimetricamente nos dímeros PhyB, essas conexões desiguais estão ausentes no PhyA. A análise de truncamento e mutantes direcionados ao local revelou que esse desacoplamento e montagem de plataforma alterada têm consequências funcionais para a estabilidade de Pfr de PhyA e destaca como a diversificação estrutural de Phy da planta ampliou a percepção de luz e temperatura.

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Dados de origem para todos os gráficos de reversão térmica Pfr→Pr nas Figs. 5–7 são fornecidas na Tabela 2 complementar. Imagens de géis SDS-PAGE completos são fornecidas na Fig. 3 complementar. O mapa de consenso crio-EM 3D do dímero PhyA de Arabidopsis completo com resolução de 3,2 Å foi depositado no EMDB banco de dados sob o código de acesso EMD-28870. A plataforma de foco refinado e os mapas HKRD com resolução média de 3,1 Å e 3,4 Å, respectivamente, foram depositados no banco de dados EMDB sob os códigos de acesso EMD-28871 e EMD-28872. O mapa 3D composto foi depositado no banco de dados EMDB sob o código de acesso EMD-28869, e seu modelo atômico correspondente está disponível no banco de dados RCSB sob o código PDB 8F5Z. Este estudo fez uso de várias estruturas de proteínas publicamente disponíveis para Phys e histidina quinases transmissoras que foram obtidas do banco de dados RCSB (http://www.rcsb.org) sob os códigos de acesso 2VEA, 6TC5, 6TC7, 6TL4, 4U7O e 7RZW. Os dados de origem são fornecidos com este documento.

Legris, M., Ince, YC & Fankhauser, C. Mecanismos moleculares subjacentes à morfogênese controlada por fitocromo em plantas. Nat. Comum. 10, 5219 (2019).

Artigo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Burgie, ES & Vierstra, RD Fitocromos: uma perspectiva atômica sobre fotoativação e sinalização. Plant Cell 26, 4568–4583 (2014).

Artigo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Franklin, KA & Quail, PH Funções do fitocromo no desenvolvimento de Arabidopsis. J. Exp. Robô. 61, 11–24 (2010).

Artigo CAS PubMed Google Scholar

Legris, M. et ai. O fitocromo B integra sinais de luz e temperatura em Arabidopsis. Ciência 354, 897–900 (2016).

Artigo CAS PubMed Google Scholar

Jung, JH et al. Os fitocromos funcionam como termossensores em Arabidopsis. Ciência 354, 886–889 (2016).

Artigo CAS PubMed Google Scholar

Burgie, ES et al. Diferentes propriedades biofísicas sustentam os potenciais de sinalização únicos dentro das famílias de fitocromos vegetais. Proc. Natl Acad. ciência EUA 118, e2105649118 (2021).