NLS-Motif of EIN2 key regulator: Functional and mechanistic relevance for the ethylene signaling pathway
NLS-Motif of EIN2 key regulator: Functional and mechanistic relevance for the ethylene signaling pathway
批准号:
504365166
负责人:
Professor Dr. Georg Groth
金额:
$0.0万
依托单位国家:
德国
项目类别:
Research Grants
财政年份:
--
资助国家:
德国
项目状态:
未结题
起止时间:
中文摘要
乙烯信号通路调控植物细胞的重要生长发育过程。内质网膜整合蛋白EIN2是连接内质网膜到细胞核信号通路的核心元件。虽然普遍接受的EIN2“劈裂穿梭”模型合理地解释了乙烯信号如何从内质网传递到细胞核,但与内质网锚定受体的复合物形成、EIN2的核胞质转运和核输入有待进一步分析,以充分揭示EIN2作用的分子机制。该项目旨在阐明这些过程中涉及的途径和结构。我们实验室先前的研究表明EIN2和EIN2- nls肽与乙烯受体家族具有高亲和力结合。现在我们的目标是确定nls基序在受体上的精确结合位点。有了这些信息,我们将设计用于植物研究的功能丧失突变体,使我们能够评估EIN2 nns结合在er定位受体上的乙烯信号传导的机制相关性和意义。基于EIN2中典型的nls序列,以及我们实验室证实EIN2- nls肽与核转运受体IMPa7结合的初步工作,我们提出EIN2的核质转运和核进口是由IMPa-IMPb系统介导的。在我们的项目中,我们将重点研究各种植物IMPa亚型对EIN2货物的识别。因此,我们将确定拟南芥IMPa亚型(IMPa1-IMPa9)中识别和结合EIN2所需的分子决定因素。因此,我们将对各种imp - ein2配合物进行定量结合研究和结构研究。随后的植物荧光成像研究将回答哪些EIN2结合的IMPa异构体将EIN2货物输入细胞核,或者哪些可能由于细胞质保留而抑制核输入,从而断开从内质网到细胞核的乙烯信号。这将揭示IMPa家族对乙烯信号可能的重要调控功能。对IMPa和EIN2 nls突变体的研究将证实这一分析。在EIN2成功转移到细胞核之后,一个悬而未决的问题仍然是EIN2通过哪些分子基序和机制稳定了细胞核中的EIN3主转录调节因子。我们将解决这个问题,并研究EIN2-EIN3相互作用,使用这两种蛋白的明确的野生型和突变亚域。通过这种方法,我们将定义EIN2-EIN3相互作用的核心复合物。基于这些知识,我们的目标是解决这个复合物的结构,以便详细了解控制这种相互作用的分子结构。我们项目的结果有望填补乙烯信号转导方面长期存在的知识空白,并阐明信号级联的核胞质步骤,该步骤将内质膜的初始步骤与细胞核中的下游信号事件连接起来。
英文摘要
The ethylene signaling pathway regulates important growth and developmental processes in plant cells. The ER membrane-integral protein EIN2 is a central element in this pathway bridging signaling from the ER membrane to the nucleus. While the general accepted EIN2 ‘cleave and shuttle’ model plausibly explains how the ethylene signal is transmitted from the ER to the nucleus, complex formation with ER-anchored receptors, nucleocytoplasmic transport and nuclear import of EIN2 await further analysis to fully uncover the molecular mechanisms of EIN2 action. The project aims at elucidating pathways and structures involved in these processes. Previous studies in our lab revealed high affinity binding of EIN2 and EIN2-NLS peptides to the ethylene receptor family. Now we aim to resolve the precise binding site of the NLS-motif at the receptor. With this information we will design loss-of-function mutants that will be used in plant studies allowing us to assess the mechanistic relevance and significance of EIN2 NLS-binding at the ER-localized receptors for ethylene signaling. Based on the canonical NLS-sequence in EIN2 and preliminary work of our lab demonstrating binding of an EIN2-NLS peptide at nuclear transport receptor IMPa7, we propose that nucleocytoplasmic transport and nuclear import of EIN2 is mediated by the IMPa-IMPb system. In our project we will focus on EIN2 cargo recognition by the various plant IMPa isoforms. Thereto, we will determine the molecular determinants in Arabidopsis IMPa isoforms (IMPa1-IMPa9) required to recognize and bind EIN2. Thereto, we will apply quantitative binding studies and structural studies of various IMPa-EIN2 complexes. Subsequent in planta fluorescence imaging studies will answer which of the EIN2-binding IMPa isoforms import the EIN2 cargo to the nucleus or which may inhibit nuclear import due to cytoplasmic retention and thereby disconnect ethylene signaling from the ER to the nucleus. This will uncover possible important regulatory functions of the IMPa family for ethylene signaling. Studies on IMPa and EIN2 NLS-mutants will substantiate this analysis. Following the successful transfer of EIN2 to the nucleus a remaining open question still is by which molecular motifs and mechanisms EIN2 stabilizes the EIN3 master transcriptional regulator in the nucleus. We will address this question and study the EIN2–EIN3 interaction using well-defined wild type and mutant subdomains of both proteins. By this approach, we will define the EIN2–EIN3 interacting core complex. Based on this knowledge we aim to solve the structure of this complex in order to get detailed insight into the molecular structures controlling this interaction. The results from our project are expected to close a longstanding knowledge gap in ethylene signal transduction – and shed light on the nucleocytoplasmic step of the signaling cascade that bridges the initial steps at the ER membrane with the downstream signaling events in the nucleus.
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会议论文
Structure and signaling mode of type-II ethylene receptors
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批准号:234962843
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2013
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负责人:Professor Dr. Georg Groth
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依托单位:
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批准号:92792267
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2008
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负责人:Professor Dr. Georg Groth
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依托单位:
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批准号:5415835
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2003
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负责人:Professor Dr. Georg Groth
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依托单位:
Biochemie und Pflanzenphysiologie
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批准号:5376475
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项目类别:Heisenberg Fellowships
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2002
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负责人:Professor Dr. Georg Groth
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依托单位:
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批准号:5376511
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2002
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负责人:Professor Dr. Georg Groth
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依托单位:
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批准号:5346927
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2001
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负责人:Professor Dr. Georg Groth
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依托单位:
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批准号:5218328
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:1999
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负责人:Professor Dr. Georg Groth
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依托单位:
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水稻全基因组i-motif结构的鉴定及其形成机制的研究
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2021
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2021
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依托单位:
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高效结合的i-motif DNA与荧光配体的结构设计及DNA纳米分析应用
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