Published June 19, 2019 | Version v1
Publication Open

Chloroplast Protein Degradation in Senescing Leaves: Proteases and Lytic Compartments

  • 1. Instituto de Fisiología Vegetal
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Description

Leaf senescence is characterized by massive degradation of chloroplast proteins, yet the protease(s) involved is(are) not completely known. Increased expression and/or activities of serine, cysteine, aspartic, and metalloproteases were detected in senescing leaves, but these studies have not provided information on the identities of the proteases responsible for chloroplast protein breakdown. Silencing some senescence-associated proteases has delayed progression of senescence symptoms, yet it is still unclear if these proteases are directly involved in chloroplast protein breakdown. At least four cellular pathways involved in the traffic of chloroplast proteins for degradation outside the chloroplast have been described (i.e., "Rubisco-containing bodies," "senescence-associated vacuoles," "ATI1-plastid associated bodies," and "CV-containing vesicles"), which differ in their dependence on the autophagic machinery, and the identity of the proteins transported and/or degraded. Finding out the proteases involved in, for example, the degradation of Rubisco, may require piling up mutations in several senescence-associated proteases. Alternatively, targeting a proteinaceous protein inhibitor to chloroplasts may allow the inhibitor to reach "Rubisco-containing bodies," "senescence-associated vacuoles," "ATI1-plastid associated bodies," and "CV-containing vesicles" in essentially the way as chloroplast-targeted fluorescent proteins re-localize to these vesicular structures. This might help to reduce proteolytic activity, thereby reducing or slowing down plastid protein degradation during senescence.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتميز شيخوخة الأوراق بالتدهور الهائل لبروتينات البلاستيدات الخضراء، ومع ذلك فإن البروتياز(البروتياز) المعني غير معروف تمامًا. تم الكشف عن زيادة التعبير و/أو أنشطة السيرين والسيستين والأسبارتيك والبروتينات المعدنية في أوراق الشيخوخة، لكن هذه الدراسات لم تقدم معلومات عن هويات البروتياز المسؤولة عن انهيار بروتين البلاستيدات الخضراء. أدى إسكات بعض البروتياز المرتبط بالشيخوخة إلى تأخير تطور أعراض الشيخوخة، ومع ذلك لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هذه البروتياز تشارك بشكل مباشر في انهيار بروتين البلاستيدات الخضراء. تم وصف أربعة مسارات خلوية على الأقل تشارك في حركة مرور بروتينات البلاستيدات الخضراء للتحلل خارج البلاستيدات الخضراء (أي "الأجسام التي تحتوي على روبيسكو"، و "الفجوات المرتبطة بالشيخوخة"، و "الأجسام المرتبطة بالبلاستيد ATI1"، و "الحويصلات التي تحتوي على CV ")، والتي تختلف في اعتمادها على آلية الالتهام الذاتي، وهوية البروتينات المنقولة و/أو المتدهورة. قد يتطلب اكتشاف البروتياز المتورط، على سبيل المثال، في تدهور روبيسكو، تراكم الطفرات في العديد من البروتياز المرتبطة بالشيخوخة. بدلاً من ذلك، قد يسمح استهداف مثبط البروتين البروتيني للبلاستيدات الخضراء للمثبط بالوصول إلى "الأجسام التي تحتوي على روبيسكو"، و "الفجوات المرتبطة بالشيخوخة"، و "الأجسام المرتبطة بالبلاستيدات ATI1"، و "الحويصلات التي تحتوي على CV" في الأساس بالطريقة التي تعيد بها البروتينات الفلورية المستهدفة بالبلاستيدات الخضراء توطين هذه الهياكل الحويصلية. قد يساعد ذلك في تقليل النشاط التحليلي للبروتين، وبالتالي تقليل أو إبطاء تدهور البروتين البلاستيدي أثناء الشيخوخة.

Translated Description (French)

La sénescence foliaire est caractérisée par une dégradation massive des protéines chloroplastiques, mais la (les) protéase(s) impliquée (s) n'est(ne sont) pas complètement connue (s). Une augmentation de l'expression et/ou des activités de la sérine, de la cystéine, de l'aspartique et des métalloprotéases a été détectée dans les feuilles sénescentes, mais ces études n'ont pas fourni d'informations sur l'identité des protéases responsables de la dégradation des protéines chloroplastiques. Le silence de certaines protéases associées à la sénescence a retardé la progression des symptômes de la sénescence, mais on ne sait toujours pas si ces protéases sont directement impliquées dans la dégradation des protéines chloroplastiques. Au moins quatre voies cellulaires impliquées dans le trafic de protéines chloroplastiques pour la dégradation à l'extérieur du chloroplaste ont été décrites (c.-à-d., « corps contenant du Rubisco », « vacuoles associées à la sénescence », « corps associés au plaste ATI1 » et « vésicules contenant du CV »), qui diffèrent par leur dépendance à la machinerie autophagique et l'identité des protéines transportées et/ou dégradées. La découverte des protéases impliquées, par exemple, dans la dégradation de Rubisco, peut nécessiter l'accumulation de mutations dans plusieurs protéases associées à la sénescence. Alternativement, le ciblage d'un inhibiteur protéique protéique sur les chloroplastes peut permettre à l'inhibiteur d'atteindre les « corps contenant Rubisco », les « vacuoles associées à la sénescence », les « corps associés aux plastes ATI1 » et les « vésicules contenant CV » de manière essentiellement à ce que les protéines fluorescentes ciblées sur les chloroplastes se relocalisent sur ces structures vésiculaires. Cela pourrait aider à réduire l'activité protéolytique, réduisant ou ralentissant ainsi la dégradation des protéines plastidiales pendant la sénescence.

Translated Description (Spanish)

La senescencia de las hojas se caracteriza por la degradación masiva de las proteínas del cloroplasto, pero la (s) proteasa(s) involucrada (s) no se conoce (n) completamente. Se detectó un aumento de la expresión y/o actividades de serina, cisteína, aspártico y metaloproteasas en las hojas senescentes, pero estos estudios no han proporcionado información sobre las identidades de las proteasas responsables de la descomposición de las proteínas del cloroplasto. El silenciamiento de algunas proteasas asociadas a la senescencia ha retrasado la progresión de los síntomas de senescencia, pero aún no está claro si estas proteasas están directamente involucradas en la descomposición de las proteínas del cloroplasto. Se han descrito al menos cuatro vías celulares involucradas en el tráfico de proteínas de cloroplastos para la degradación fuera del cloroplasto (es decir, "cuerpos que contienen Rubisco", "vacuolas asociadas a la senescencia", "cuerpos asociados a plastidios ATI1" y "vesículas que contienen CV"), que difieren en su dependencia de la maquinaria autofágica y la identidad de las proteínas transportadas y/o degradadas. Descubrir las proteasas involucradas en, por ejemplo, la degradación de Rubisco, puede requerir acumular mutaciones en varias proteasas asociadas a la senescencia. Alternativamente, dirigir un inhibidor de proteínas proteináceas a los cloroplastos puede permitir que el inhibidor alcance los "cuerpos que contienen Rubisco", las "vacuolas asociadas a la senescencia", los "cuerpos asociados a los plástidos ATI1" y las "vesículas que contienen CV" esencialmente de la misma manera que las proteínas fluorescentes dirigidas a los cloroplastos se reubican en estas estructuras vesiculares. Esto podría ayudar a reducir la actividad proteolítica, reduciendo o ralentizando así la degradación de la proteína de los plástidos durante la senescencia.

Files

pdf.pdf

Files (904.7 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:76039140c7cbab4f1811212e2dafc3fd
904.7 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تدهور بروتين الكلوروبلاست في أوراق الشيخوخة: البروتياز والمقصورات المحللة
Translated title (French)
Dégradation des protéines chloroplastiques dans les feuilles sénescentes : protéases et compartiments lytiques
Translated title (Spanish)
Degradación de proteínas de cloroplastos en hojas senescentes: proteasas y compartimientos líticos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2951017637
DOI
10.3389/fpls.2019.00747

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1565799105
  • https://openalex.org/W1595842211
  • https://openalex.org/W1862014168
  • https://openalex.org/W1963881875
  • https://openalex.org/W1989134873
  • https://openalex.org/W1991297633
  • https://openalex.org/W1992925972
  • https://openalex.org/W1998837278
  • https://openalex.org/W2006908658
  • https://openalex.org/W2019099913
  • https://openalex.org/W2020760253
  • https://openalex.org/W2023552725
  • https://openalex.org/W2024233076
  • https://openalex.org/W2024244802
  • https://openalex.org/W2024880651
  • https://openalex.org/W2027694324
  • https://openalex.org/W2029856528
  • https://openalex.org/W2041942458
  • https://openalex.org/W2043409652
  • https://openalex.org/W2043621157
  • https://openalex.org/W2045367584
  • https://openalex.org/W2046098623
  • https://openalex.org/W2054984057
  • https://openalex.org/W2062430346
  • https://openalex.org/W2062535870
  • https://openalex.org/W2068250514
  • https://openalex.org/W2069099602
  • https://openalex.org/W2071333860
  • https://openalex.org/W2071356140
  • https://openalex.org/W2072411301
  • https://openalex.org/W2075094236
  • https://openalex.org/W2075342456
  • https://openalex.org/W2089976779
  • https://openalex.org/W2090454191
  • https://openalex.org/W2090981549
  • https://openalex.org/W2094119933
  • https://openalex.org/W2094473385
  • https://openalex.org/W2094989185
  • https://openalex.org/W2096395905
  • https://openalex.org/W2096920300
  • https://openalex.org/W2097617678
  • https://openalex.org/W2100361743
  • https://openalex.org/W2102343982
  • https://openalex.org/W2102889590
  • https://openalex.org/W2114422765
  • https://openalex.org/W2121928615
  • https://openalex.org/W2126530026
  • https://openalex.org/W2127591977
  • https://openalex.org/W2128196453
  • https://openalex.org/W2129538655
  • https://openalex.org/W2130307437
  • https://openalex.org/W2130940019
  • https://openalex.org/W2131229800
  • https://openalex.org/W2131776036
  • https://openalex.org/W2132792723
  • https://openalex.org/W2133043955
  • https://openalex.org/W2133470801
  • https://openalex.org/W2133607225
  • https://openalex.org/W2135370264
  • https://openalex.org/W2135422286
  • https://openalex.org/W2136423749
  • https://openalex.org/W2140883753
  • https://openalex.org/W2143434559
  • https://openalex.org/W2144635279
  • https://openalex.org/W2145246003
  • https://openalex.org/W2147406558
  • https://openalex.org/W2152389843
  • https://openalex.org/W2155749089
  • https://openalex.org/W2163439847
  • https://openalex.org/W2163800448
  • https://openalex.org/W2167667054
  • https://openalex.org/W2170023089
  • https://openalex.org/W2170328498
  • https://openalex.org/W2281179829
  • https://openalex.org/W2396564338
  • https://openalex.org/W2471475823
  • https://openalex.org/W2567793289
  • https://openalex.org/W2766836720
  • https://openalex.org/W2778035878
  • https://openalex.org/W2807683355
  • https://openalex.org/W2811411118
  • https://openalex.org/W2900477598
  • https://openalex.org/W2910693157
  • https://openalex.org/W2912994365
  • https://openalex.org/W2914377285
  • https://openalex.org/W2936095513