Analysis of the function of plant specific CCMC-type glutaredoxins that interact with the bZIP transcription factors of the TGA family
Final Report Abstract
Glutaredoxine sind kleine hitzestabile Oxidoreduktasen, die Elektronen von Glutathion (GSH) auf oxidierte Cysteine übertragen und somit zur Proteinintegrität und Regulation beitragen können. Die ektopische Expression des Glutaredoxins ROXY19 interferiert mit der Aktivierung der Jasmonsäure(JA)/Ethylen(ET)-induzierten Abwehrreaktion gegen nekrotrophe Pathogene, indem es den Promotor des zentralen Regulatorgens (ORA59) dieses Signalweges reprimiert. Da die Repression des JA/ET Signalweges in der Pflanze nach Induktion von Salicylsäure (SA) erfolgt, und da die ROXY19 Transkription SA- induzierbar ist, könnte ROXY19 beim SA-JA/ET Antagonismus eine wichtige Rolle spielen. Diese Hypothese wird dadurch unterstützt, dass der SA-JA/ET Antagonismus von den Klasse II TGA Transkriptionsfaktoren abhängt und dass Glutaredoxine mit TGA Faktoren interagieren. Weiterhin ist ihre SA-induzierte Expression TGA-abhängig. Während dieser Förderperiode haben wir nachgewiesen, dass 21 pflanzenspezifische Glutaredoxine (ROXYs) in Arabidopsis thaliana mit dem Transkriptionsfaktor TGA2 interagieren. Dies bedeutet, dass eine hohe Redundanz die funktionelle Analyse durch loss-of-function Mutanten unmöglich machen könnte. Eine der wichtigen Errungenschaften dieser Förderperiode ist die Etablierung eines transienten Testsystems, das die Analyse der ROXY- Wirkung auf den ORA59 Promotor erlaubt. In diesem System können 14 der 21 Glutaredoxine den ORA59 Promotor unterdrücken. Diese überlappenden Funktionen könnten erklären, warum wir bislang noch keinen Nachweis der Funktionen von ROXY19 und seinem nächsten Verwandten ROXY18 in Verlustmutanten (roxy18 roxy19) erbringen konnten. Der Austausch des einzigen Cysteins in TGA2 änderte nicht die Eigenschaften des Proteins bezüglich der Vermittlung des SA-JA/ET Antagonismus. Wir spekulieren daher, dass TGA2 selber nicht redox-reguliert wird, sondern vielmehr als Ankerprotein dient, um den Kontakt zwischen ROXYs und bislang unbekannten Zielproteinen herzustellen. Weiterhin haben wir gefunden, dass ein bislang noch nicht charakterisiertes ROXY, ROXY9, ein Zielgen der Klasse I TGA Faktoren ist (TGA1 und TGA4). ROXY9 kann die ORA59 Promotoraktivität nicht unterdrücken und ist ein Kandidat für die Redox-Regulation kritischer Cysteine in TGA1 und TGA4.
Publications
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(2011). The glutaredoxin ATGRXS13 is required to facilitate Botrytis cinerea infection of Arabidopsis thaliana plants. Plant J 68: 507-519
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PhD thesis (2011). Arabidopsis thaliana class II TGA transcription factors provide a molecular link between salicylic acid and ethylene defense signalling
Mark Zander
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2012. Repression of the Arabidopsis thaliana jasmonic acid/ethylene-induced defense pathway by TGA-interacting glutaredoxins depends on their C-Terminal ALWL motif. Mol. Plant 5: 831-840
Zander, M., Chen, S., Imkampe, J., Thurow, C., and Gatz, C.
