Forscher entdecken neuen Sortiermechanismus des endoplasmatischen Retikulums in Pflanzen

Die Proteinsortierung im sekretorischen Weg ist für die zelluläre Kompartimentierung und Homöostase in eukaryotischen Zellen unerlässlich. Das endoplasmatische Retikulum (ER) ist die Biosynthese- und Faltungsfabrik sekretorischer Frachtproteine. Der Frachttransport vom ER zum Golgi ist hochgradig selektiv, aber der molekulare Mechanismus für die Sortierspezifität ist unklar.

Forscher des Instituts für Genetik und Entwicklungsbiologie (IGDB) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben einen neuen Mechanismus entdeckt, der die ER-Sortierung von Leucin-reichen Repeat-Rezeptor-Kinasen (LRR-RKs) in Arabidopsis-Zellen schützt.

In dieser Studie fanden die Forscher drei ER-lokalisierte Proteine ​​SUN3, SUN4, SUN5, die die ER-Sortierung von LRR-RKs zur Plasmamembran regulieren. LRR-RKs sind äußerst wichtige Proteine, die in einer Vielzahl von Signalwegen funktionieren, einschließlich Immunität, Hormonantwort. Die verlorene Funktion von SUN3, SUN4, SUN5 führt dazu, dass BRI1, der Brassinosteroidrezeptor auf der Plasmamembran, in sauren Kompartimenten lokalisiert wird.

Darüber hinaus wurden auch andere LRR-RKs, wie PRK2, PRK3, MDIS1, die für das geführte Pollenschlauchwachstum erforderlich sind, in saure Kompartimente in sun3/4/5-mutierten Pollenschläuchen sortiert.

Wie regeln SUNs die ER-Sortierung dieser LRR-RKs? Den Forschern zufolge ist die LRR-Domäne von LRR-RKs der Schlüssel für ihre SUN-vermittelte Sortierung. Die Verkürzung der extrazellulären Domäne von PRK2 (PRK2ΔECD) ermöglicht es, dass PRK2ΔECD der Überwachung von SUNSs entgeht und zur Plasmamembran sortiert wird. SUNs erkennen die LRR-Domäne, um zu bestimmen, ob die LRR-RKs in Golgi- oder Säurekompartimente sortiert wurden.

Biochemische Assays zeigen, dass SUNs mit CRT3 und POD1 interagieren, die an der Proteinreifung und -sortierung im ER beteiligt sind.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass der POD1-SUNs-CRT3-Komplex in ER die korrekte Faltung und Sortierung von LRR-RKs zur Plasmamembran durch Erkennung ihrer LRR-Domänen garantiert.

Li Hongju, der die Forschung leitete, sagte: „Diese Studie klärt den ER-Sortiermechanismus von LRR-RKs, der vom POD1-SUNs-CRT3-Komplex kontrolliert wird, und vertiefte das Verständnis des komplexen ER-Sortiermechanismus.“

Diese Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation