A növényi RHO (ROP) GTP-áz kapcsolt receptor-szerű citoplazmatikus kinázok aktiválását befolyásoló aminosav motívumok azonosítása
Authors: Lajkó Dézi Bianka 
Published: February 2021

A Rho GTP-ázok a kis molekulatömegű GTP-kötő Ras fehérje szupercsalád tagjai. A RHO GTP-ázok családja több alcsaládot tartalmaz, élesztők és állatok esetében a RHO GTP-ázok három alcsaládba, Rho, Rac és Cdc42, sorolhatóak, míg növényekben egyetlen specifikus család, a „Rho of plants” (ROP) alakult ki. Ezek a fehérjék molekuláris kapcsolókként működnek számos celluláris folyamatban, hiszen GTP-kötött formában jelátviteli utakat aktiválnak effektor fehérjéken keresztül, míg GDP-kötött formában ez az aktivitásuk megszűnik. A Rho család tagjai specifikusan a sejtváz dinamikus változásaival kapcsolatos celluláris folyamatokban (sejtmozgás, sejtosztódás, sejtalak változások, intracelluláris transzport) vesznek részt. Ezen kívül szerepük van a plazmamembrán NADPH-oxidáz enzim aktiválásában illetve génexpressziós változások elindításában MAP-kináz kaszkádok aktiválásán keresztül. Sokrétű funkciójuk megköveteli, hogy GTP/GDP-kötött állapotuk illetve fehérje-fehérje kölcsönhatásaik szoros szabályozás alatt álljanak. Ennek megfelelően a Rho fehérjék GTP-áz ciklusát, és így jelátviteli aktivitását, számos szabályozó (regulátor) fehérje befolyásolja. Növények esetében három fő szabályozó fehérjét mindenképp fontos megemlítenünk, amelyek a ROP GTP-ázok aktív és inaktív állapotát befolyásolják. A guanin nukleotid kicserélő faktor (GEF) felelős a GDP molekulák GTP molekulákra való lecserélésében, ezzel aktiválva a GTP-áz fehérjét. A GTP-áz gyorsító fehérje (GAP) a GTP molekulák hidrolízisét segíti elő, amely az inaktív állapot kialakulásához szükséges, míg a guanin nukleotid disszociációs inhibítor fehérje (GDI) az inaktív állapot stabilizálásáért felel. A szabályozó fehérjéken keresztül érkező jelek az aktív Rho GTP-ázokról változatos jeltovábbító (effektor) fehérjékre kerülnek. Állatok és élesztők esetében ezek az effektor kinázok, az ún. P21-aktivált vagy PAK kinázok, rendelkeznek egy jellegzetes RHO GTP-áz kötő, ún. CRIB motívummal. Ezek a kinázok mind az élesztőben, mind az állatokban rendkívül fontos RHO GTP-áz effektorok, melyet szerteágazó funkcióik jeleznek. Az ilyen motívumot tartalmazó kinázok génjei az ismert növényi genomokból azonban hiányoznak, illetve a ROP GTP-ázokhoz kapcsolódó jelátviteli hálózatokról is hiányosak ismereteink. Korábban laboratóriumunkban mutatták ki, hogy az RLCK VI_A (receptor-like cytoplasmic kinases class VI_A) csoportba tartozó növényspecifikus kinázok potenciális ROP GTP-áz effektorok. Kutatásaink során, az RLCK VI_A osztályhoz tartozó RLCK VI_A2 illetve RLCK VI_A3 kináz szerepét vizsgáljuk. Azt gyanítjuk, hogy ezek a fehérjék mint potenciális ROP GTP-áz effektor kinázok, szerepet játszhatnak a polaritás kialakulásában is. Az irányított sejtmegnyúlás (pl. levélszőrök, trichómák) és csúcsi növekedés (pl. pollencső) két alapvető folyamat, melyek nélkülözhetetlenek a növények poláris sejttípusainak morfogeneziséhez. Kutatásunk célkitűzéseinek megfogalmazása során kérdéseinket korábbi eredményeinkre alapozva fogalmaztuk meg, amelyben kimutattuk, hogy annak ellenére, hogy a növényi genomokból hiányoznak az állatok és élesztők esetében a jól ismert CRIB motívumot tartalmazó PAK kinázok, a növények rendelkeznek viszont olyan receptor-szerű citoplazmatikus kinázokkal, melyek potenciális ROP GTP-áz effektorok és aktivitásuk függ a GTP-kötött ROP GTP-ázok jelenlététől.