Mithilfe strukturgesteuerter Sequenzanalysen konnten wir bisher uncharakterisierte CIF-Peptide entdecken, die in höheren Pflanzen konserviert sind. Quantitative Bindungsassays mit bekannten und neuartigen CIFs legen nahe, dass die homologen LRR-RKs GSO1/SGN3 und GSO2 besondere Peptidbindungseigenschaften zur Steuerung verschiedener Entwicklungsprozesse entwickelt haben. Ein quantitatives biochemisches Interaktionsscreening, ein CIF-Peptidantagonist und genetische Analysen weisen SERK-Proteine als wesentliche Korezeptor-Kinasen aus, die für die GSO1/SGN3- und GSO2-Rezeptoraktivierung erforderlich sind.
Unsere Arbeit liefert einen mechanistischen Rahmen für die Erkennung sequenzabweichender Peptidhormone von Pflanzen.
Pflanzen nutzen Leucin-reiche Repeat-Rezeptorkinasen (LRR-RKs), für die Erkennung von sequenzabweichenden Peptidhormonen an der Zelloberfläche. Eine 3.0-Å Kristallstruktur des LRR-RK GSO1/SGN3 für die Regulierung der Bildung des Casparischen Streifens zeigt eine große spiralförmige Ektodomäne. Die Domäne bietet eine Bindungsplattform für 21 Aminosäure-CIF-Peptid-Liganden, die durch die Tyrosylprotein-Sulfotransferase TPST/SGN2 tyrosin-sulfatiert werden. GSO1/SGN3 verfügt über eine Bindungstasche für Sulfotyrosin und ermöglicht erweiterte Backbone-Wechselwirkungen mit CIF2.
Quantitative biochemische Vergleiche zeigen, dass GSO1/SGN3–CIF2 eines der stärksten Rezeptor-Liganden-Paare darstellt, die bei Pflanzen bekannt sind. Es sind mehrere Missense-Mutationen erforderlich, um die CIF2-Bindung in vitro und die GSO1/SGN3-Funktion in vivo zu blockieren.
Mithilfe strukturgesteuerter Sequenzanalysen konnten wir bisher uncharakterisierte CIF-Peptide entdecken, die in höheren Pflanzen konserviert sind. Quantitative Bindungsassays mit bekannten und neuartigen CIFs legen nahe, dass die homologen LRR-RKs GSO1/SGN3 und GSO2 besondere Peptidbindungseigenschaften zur Steuerung verschiedener Entwicklungsprozesse entwickelt haben. Ein quantitatives biochemisches Interaktionsscreening, ein CIF-Peptidantagonist und genetische Analysen weisen SERK-Proteine als wesentliche Korezeptor-Kinasen aus, die für die GSO1/SGN3- und GSO2-Rezeptoraktivierung erforderlich sind.
Unsere Arbeit liefert einen mechanistischen Rahmen für die Erkennung sequenzabweichender Peptidhormone von Pflanzen.
