BAK1 Rezeptor Komplex Regulation
Final Report Abstract
BAK1 ist eine leucinreiche Rezeptorkinase (LRR-RLK) und ein zentraler Regulator so verschiedener Prozesse wie Brassinosteroidsignaltransduktion, Pathogenabwehr und Zelltodkontrolle. BAK1 fungiert hierbei als Co-rezeptor und positiver Regulator ligandenbindender RLKs wie des Brassinosteroidrezeptors BRI1 oder des Flagellinrezeptors FLS2. In diesem Projekt haben wir eine weitere regulatorisch wirkende RLK BIR2, ehemals BIP89 genannt, identifiziert und ihre Funktion und ihren Mechanismus aufgeklärt. Die Kristallstruktur von BIR2 zeigt, dass die ATP Bindedomäne durch einen nicht konservierten Glycinreichen Loop verschlossen wird. Dies konnte auch in NMR ATP Bindungsstudien bestätigt werden. BIR2 ist also eine Pseudokinase, die nicht auf die enzymatische Aktivität ihrer intrazellulären Domäne angewiesen ist, um ihre Funktion auszuführen. BIR2 interagiert konstitutiv mit BAK1. Wird ein Ligand von einem BAK1-abhängigen Rezeptor erkannt, wird BIR2 von BAK1 freigesetzt und BAK1 kann mit dem Rezeptor und dem Liganden interagieren und die Signaltransduktion aktivieren. Hierbei beeinflusst BIR2 die Interaktion von BAK1 mit dem ligandenbindenden Rezeptor. Liegt BIR2 im Überschuss vor, kann es die Interaktion von BAK1 und FLS2 verhindern und damit die Aktivierung der Flagellinantworten unterbinden. BIR2 ist also ein negativer Regulator von BAK1 abhängigen Prozessen und wirkt direkt auf die Komplexbildung von BAK1 mit den ligandenbindenden Rezeptoren. Somit konnte in diesem Projekt ein bislang unbekannter Regulationsmechanismus von Immunrezeptoren in Pflanzen aufgeklärt werden, der zum Verständnis der molekularen Prozesse beiträgt, die für die Erkennung und Abwehr pflanzlicher Pathogene nötig sind.
Publications
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(2014) BIR2 affects complex formation of BAK1 with ligand binding receptors in plant defense. Plant Signal Behav. 29;9; pii: e28944
Halter T, Imkampe J, Blaum BS, Stehle T, Kemmerling B
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(2014) Structure of the pseudokinase domain of BIR2, a regulator of BAK1-mediated immune signaling in Arabidopsis. J Struct Biol. 186(1):112-21
Blaum BS, Mazzotta S, Nöldeke ER, Halter T, Madlung J, Kemmerling B, Stehle T
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(2014) The leucine-rich repeat receptor kinase BIR2 is a negative regulator of BAK1 in plant immunity. Curr Biol. 24(2):134-43
Halter T, Imkampe J, Mazzotta S, Wierzba M, Postel S, Bücherl C, Kiefer C, Stahl M, Chinchilla D, Wang X, Nürnberger T, Zipfel C, Clouse S, Borst JW, Boeren S, de Vries SC, Tax F, Kemmerling B
