PHYTOCHROME A--STRUCTURE/FUNCTION AND SIGNALING PATHWAYS

PHYTOCHROME A——结构/功能和信号传导途径

基本信息

  • 批准号:
    6329733
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 18.89万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    1992
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1992-09-30 至 2001-11-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION: The phytochromes are an unique family of informational photoreceptors that regulate developmentally important gene expression in response to environmental light signals. The C-terminal domain of the molecule has sequence similarity to the transmitter histidine kinase module of the bacterial two-component sensors. However, despite considerable research effort, neither the biochemical mechanism of signal transfer from the photoreceptor, nor the identity of early signaling intermediates in the transduction pathway have been determined. The PI proposes to address these two deficiencies using phytochrome A (phyA), the best characterized and experimentally most tractable member of the family. The specific objectives of this proposal are: (a) to define sequence and structural determinants of the phyA molecule responsible for its photosensory and regulatory activities; (b) to define the biochemical mechanism of signal transfer from phyA to its initial reaction partner(s); and (c) to identify early signaling intermediates specific to the phyA pathway. The experimental approaches will include: (a) molecular, genetic, and reverse genetic analysis in Arabidopsis to map functionally active sub-domains and specific residues within the photoreceptor molecule; (b) production of mg quantities of recombinant phyA structural domains in heterologous hosts for structure determination by X-ray crystallography; (c) molecular cloning of loci encoding potential signaling intermediates specific for the phyA pathway identified in genetic screens of Arabidopsis; (d) molecular cloning of phyA-interactive proteins using in vitro interaction cloning and yeast two-hybrid screening strategies; and (e) exploitation of a cyanobacterial model system, Synechocystis 6803, recently discovered to contain a phytochrome homolog also related to the two-component sensors, to accelerate analysis of the possibility that phyA is a descendent of a prokaryotic, light-regulated histidine kinase. Understanding the spectrum of molecular mechanisms by which eukaryotic cells perceive and transduce extracellular informational signals is a central goal of current biomedical research. Much has been learned about receptor kinases and phosphorylation cascades involving Ser/Thr/Tyr-class protein kinses, as well as about G-proteins and the small molecule second messengers. By contrast, very little is known about the newly discovered class of eukaryotic proteins related to the bacterial sensory histidine kinases. The discovery of these proteins suggests that eukaryotes may have retained a sensory signaling system based on that of the bacterial two-component systems, but this remains to be directly demonstrated for a multicellular eukaryote.
描述:光敏色素是一个独特的信息家族 光感受器调节发育中重要的基因表达 对环境光信号的响应。 C 端结构域 分子与递质组氨酸激酶模块具有序列相似性 细菌双组分传感器。 然而,尽管相当 研究工作,既没有从信号传递的生化机制 光感受器,也不是早期信号中间体的身份 转导途径已确定。 PI 建议解决这些问题 使用光敏色素 A (phyA) 的两个缺陷,最好的表征和 实验上是家庭中最容易驯服的成员。 具体目标 该提案的内容是: (a) 定义序列和结构决定因素 phyA 分子负责其光感应和调节 活动; (b) 定义信号传递的生化机制 phyA 与其初始反应伙伴; (c) 识别早期信号 phyA 途径特异的中间体。 实验方法 将包括: (a) 分子、遗传和反向遗传分析 拟南芥绘制功能活性子结构域和特定残基图 在光感受器分子内; (b) 毫克量的生产 异源宿主中的重组phyA结构域用于结构 X射线晶体学测定; (c) 基因座的分子克隆 编码 phyA 途径特异的潜在信号传导中间体 在拟南芥基因筛选中鉴定; (d) 分子克隆 使用体外相互作用克隆和酵母的 phyA 相互作用蛋白 双杂交筛选策略; (e) 蓝藻的利用 模型系统,集胞藻 6803,最近发现含有 光敏色素同源物也与双组分传感器相关,以加速 分析phyA是原核生物后代的可能性, 光调节组氨酸激酶。 了解分子光谱 真核细胞感知和转导细胞外物质的机制 信息信号是当前生物医学研究的中心目标。 关于受体激酶和磷酸化级联已经了解很多 涉及 Ser/Thr/Tyr 类蛋白激酶,以及 G 蛋白和 小分子第二信使。 相比之下,人们知之甚少 关于新发现的一类与相关的真核蛋白质 细菌感觉组氨酸激酶。 这些蛋白质的发现 表明真核生物可能保留了基于感觉信号系统 细菌双组分系统的情况,但这仍有待确定 直接证明了多细胞真核生物。

项目成果

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Particle-bound phytochrome: A function of light dose and steady-state level of the far-red-absorbing form
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    1975-01-01
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    Peter H. Quail
  • 通讯作者:
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  • 资助金额:
    $ 18.89万
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    Standard Grant
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  • 批准号:
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    2020
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    RGPIN-2016-06209
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 18.89万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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