油菜素甾醇信号转导通路中两个负调控蛋白BKI1和BIN2互作并调控受体复合物活性的生化机制研究

Brassinostenoids (BRs) are a class of important phytohormone, which almost regulate all of the processes of plant development. When BRs are less, negative regulator BKI1 and BIN2 inhibit the output of BR signal; when BRs are high, BKI1 dissociate from the plasma membrane to the cytosol, and BIN2 was inactivated or degradated and release its inhibition on transcription factors. We found that phosphorylated BKI1 have a tighter interaction with BRI1 than unphoshorylated. So we proposed that there is an unknown protein that can enhance the dissociation of phosphorylated BKI1 with BRI1, and it may be 14-3-3 proteins. In addition, we found that BIN2 interact with BKI1 and phosphorylated it , however, the molecular mechanism is unclear. Furthermore, we found that PP2A can interact with BKI1, and maybe dephosphorylate BKI1 to enhance BKI1 back to plasma membrane to inhibit BRI1’s activity. In this proposal, by using the methods of genetics, molecular biology, proteomics, and biochemistry methods, we will study the molecular mechanism of BIN2 phosphorylated BKI1, provide the evidence that 14-3-3 proteins enhance the dissociation of phosphorylated BKI1 from BRI1, illuminate the function of PP2A dephosphorylating BKI1, and uncover the mechanism of how BKI1 regulate BRI1 receptor complexes in detail.

油菜素甾醇（brassinostenoids, BRs）是一类重要的植物内源激素，几乎调控着植物生长发育的各个过程。当植物体内BR缺乏时，植物体主要通过两个负调控蛋白BKI1和BIN2抑制BR信号的输出。在BR水平提高时，BKI1从细胞膜解离到细胞质中；BIN2失活或降解，释放对转录因子的抑制。我们发现磷酸化的BKI1与BRI1的互作更强，推测存在一个未知蛋白促进磷酸化的BKI1与BRI1解离。此外，我们发现BIN2和BKI1互作并磷酸化BKI1，但是它们互作的机制未知。我们还发现磷酸酶PP2A与BKI1互作，但是机制未知。本研究将以拟南芥为材料，通过遗传学、细胞生物学、蛋白质组学和生物化学等方法，重点研究BIN2磷酸化BKI1的细胞和分子机制，阐明14-3-3促进磷酸化的BKI1与BRI1解离的证据，探明BKI1的磷酸酶的功能，揭示BKI1对BRI1受体复合物的活性调节的精细机制。

油菜素甾醇（brassinostenoids, BRs）是一类重要的植物内源激素，几乎调控着植物生长发育的各个过程。当植物体内BR缺乏时，植物体主要通过两个负调控蛋白BKI1和BIN2抑制BR信号的输出。在BR水平提高时，BKI1从细胞膜解离到细胞质中；BIN2失活或降解，释放对转录因子的抑制。我们发现磷酸化的BKI1与BRI1的互作更强，推测存在一个未知蛋白促进磷酸化的BKI1与BRI1解离。此外，我们发现BIN2和BKI1互作并磷酸化BKI1，但是它们互作的机制未知。我们还发现磷酸酶PP2A与BKI1互作，但是机制未知。本研究以拟南芥为材料，通过遗传学、细胞生物学、蛋白质组学和生物化学等方法，重点研究BIN2磷酸化BKI1的细胞和分子机制。通过此项目的资助，完成了对14-3-3帮助磷酸的BKI1从细胞膜解离的机制研究，并初步完成了BIN2磷酸化BKI1的机理研究。在研究的过程中我们还发现了BIN2的磷酸化ABI1和ABI2，并研究了它们之间的互作介导ABA和BR互作的分子机理。发现ABI1和ABI2脱磷酸化BIN2后导致BIN2不能够磷酸化BES1，从而促进BR信号。而ABA通过抑制PP2Cs，从而抑制BR信号通路。植物通过这种机制来快速的对逆境进行响应。