ペクチンメチルエステラーゼ活性はRALF1ペプチド伝達シグナルの出力に必要である

Core Concepts

ペクチンの脱メチル化状態がRALF1ペプチドの受容に必要不可欠である

Abstract

本研究では、細胞壁成分であるペクチンの脱メチル化状態がRALF1ペプチド伝達シグナルの出力に重要な役割を果たすことを明らかにしている。 まず、ペクチンメチルエステラーゼ(PME)活性を阻害すると、RALF1によるroot成長抑制が抑制されることを示した。PME活性の阻害は、ペクチンの脱メチル化を減少させ、RALF1によるapoplast pH上昇や細胞壁・細胞膜の変化、FER受容体のエンドサイトーシスなどのRALF1シグナル出力を抑制した。 in vitroの実験では、RALF1ペプチドが脱メチル化オリゴガラクツロン酸(OG)と高い親和性で結合することを示した。RALF1ペプチドの正電荷アミノ酸残基が、負電荷を帯びた脱メチル化ペクチンへの結合に重要であることも明らかにした。 一方、RALF1シグナルにはLRX細胞壁センサータンパク質は必要ではないことも示された。 以上より、ペクチンの脱メチル化状態がRALF1ペプチドの受容に必要不可欠な細胞外シグナリングのスキャフォールドとして機能することが提案された。

Stats

ペクチンの脱メチル化状態がRALF1シグナルに必要不可欠であることを示す以下のデータ: EGCG処理によりRALF1の根成長抑制効果が抑制される EGCG処理によりペクチンの脱メチル化が減少する PMEI3/5過剰発現によりRALF1の根成長抑制効果が抑制される RALF1処理により細胞壁の膨潤や細胞膜の陥入が誘導されるが、EGCG処理やPMEI3過剰発現によりこれらの変化が抑制される RALF1処理によるapoplast pH上昇がEGCG処理やPMEI3過剰発現により抑制される RALF1ペプチドと脱メチル化オリゴガラクツロン酸(OG)が高い親和性で結合する

Quotes

"ペクチンの脱メチル化状態がRALF1ペプチドの受容に必要不可欠な細胞外シグナリングのスキャフォールドとして機能する" "RALF1ペプチドの正電荷アミノ酸残基が、負電荷を帯びた脱メチル化ペクチンへの結合に重要である"

Key Insights Distilled From

Pectin methylesterase activity is required for RALF1 peptide signalling output

by Roessling,A.... at www.biorxiv.org 08-19-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.18.553913v2

Deeper Inquiries

ペクチンの脱メチル化状態がRALF1シグナルに必要な理由はどのようなメカニズムによるものか?

ペクチンの脱メチル化状態がRALF1シグナルに必要な理由は、RALF1ペプチドと脱メチル化されたペクチンとの相互作用によるものです。実験結果から、RALF1ペプチドは正に帯電しており、一方で脱メチル化されたペクチンは負に帯電しています。このような正負の相互作用によって、RALF1ペプチドは高い親和性を持って脱メチル化されたペクチンに結合します。この結合がFER受容体によるRALF1の知覚に必要であり、細胞壁の特性や根の成長制御に影響を与えることが示唆されています。したがって、ペクチンの脱メチル化状態は、RALF1ペプチドホルモンシグナルの統合に重要な概念的なシグナリングスキャフォールドとして機能しています。

ペクチンの脱メチル化状態がRALF1以外の細胞壁関連ペプチドシグナルにも関与するのか?

ペクチンの脱メチル化状態がRALF1以外の細胞壁関連ペプチドシグナルにも関与する可能性があります。実験結果から、ペクチンの脱メチル化はRALF1ペプチドのシグナル伝達に重要であることが示されていますが、他の細胞壁関連ペプチドに対する影響も考えられます。ペクチンの脱メチル化は、細胞壁の性質や細胞間シグナル伝達に影響を与える重要な要素であり、他のペプチドシグナル伝達経路にも同様の影響を及ぼす可能性があります。さらなる研究が必要ですが、ペクチンの脱メチル化状態が他の細胞壁関連ペプチドシグナルにも関与する可能性があることを考慮する価値があります。

ペクチンの脱メチル化状態がどのように細胞膜動態やその他の細胞プロセスを制御しているのか?

ペクチンの脱メチル化状態は、細胞膜動態やその他の細胞プロセスを制御する重要なメカニズムとして機能しています。実験結果から、ペクチンの脱メチル化はRALF1ペプチドのシグナル伝達に必要であり、これによって細胞壁の特性や根の成長制御が調節されます。ペクチンの脱メチル化は、RALF1ペプチドとの相互作用を通じて細胞膜の凹凸や細胞壁の変化を引き起こし、FER受容体の内在化を誘導します。さらに、ペクチンの脱メチル化はRALF1ペプチドとの結合を介して細胞外pHのアルカリ化を調節し、細胞膜のダイナミクスや細胞内シグナル伝達に影響を与えます。これにより、ペクチンの脱メチル化状態が細胞膜動態や他の細胞プロセスを制御し、植物の成長や発達に重要な役割を果たしていることが示唆されます。