Published March 3, 2011
| Version v1
Publication
Open
Uncharacterized conserved motifs outside the HD-Zip domain in HD-Zip subfamily I transcription factors; a potential source of functional diversity
Creators
- 1. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral
- 2. National University of the Littoral
Description
Plant HD-Zip transcription factors are modular proteins in which a homeodomain is associated to a leucine zipper. Of the four subfamilies in which they are divided, the tested members from subfamily I bind in vitro the same pseudopalindromic sequence CAAT(A/T)ATTG and among them, several exhibit similar expression patterns. However, most experiments in which HD-Zip I proteins were over or ectopically expressed under the control of the constitutive promoter 35S CaMV resulted in transgenic plants with clearly different phenotypes. Aiming to elucidate the structural mechanisms underlying such observation and taking advantage of the increasing information in databases of sequences from diverse plant species, an in silico analysis was performed. In addition, some of the results were also experimentally supported.A phylogenetic tree of 178 HD-Zip I proteins together with the sequence conservation presented outside the HD-Zip domains allowed the distinction of six groups of proteins. A motif-discovery approach enabled the recognition of an activation domain in the carboxy-terminal regions (CTRs) and some putative regulatory mechanisms acting in the amino-terminal regions (NTRs) and CTRs involving sumoylation and phosphorylation. A yeast one-hybrid experiment demonstrated that the activation activity of ATHB1, a member of one of the groups, is located in its CTR. Chimerical constructs were performed combining the HD-Zip domain of one member with the CTR of another and transgenic plants were obtained with these constructs. The phenotype of the chimerical transgenic plants was similar to the observed in transgenic plants bearing the CTR of the donor protein, revealing the importance of this module inside the whole protein.The bioinformatical results and the experiments conducted in yeast and transgenic plants strongly suggest that the previously poorly analyzed NTRs and CTRs of HD-Zip I proteins play an important role in their function, hence potentially constituting a major source of functional diversity among members of this subfamily.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
عوامل النسخ النباتية HD - Zip هي بروتينات معيارية يرتبط فيها المجال المثلي بسحاب لوسين. من بين العائلات الفرعية الأربع التي ينقسمون إليها، يربط الأعضاء الذين تم اختبارهم من العائلة الفرعية في المختبر نفس التسلسل شبه المتماثل CAAT(A/T)ATTG ومن بينهم، يظهر العديد منهم أنماط تعبير مماثلة. ومع ذلك، فإن معظم التجارب التي تم فيها التعبير عن بروتينات HD - Zip I أو التعبير عنها خارج الرحم تحت سيطرة المروج التأسيسي 35S CaMV أسفرت عن نباتات معدلة وراثيا ذات أنماط ظاهرية مختلفة بشكل واضح. بهدف توضيح الآليات الهيكلية الكامنة وراء هذه الملاحظة والاستفادة من المعلومات المتزايدة في قواعد البيانات للتسلسلات من أنواع نباتية متنوعة، تم إجراء تحليل في السيليكو. بالإضافة إلى ذلك، تم دعم بعض النتائج أيضًا تجريبيًا. سمحت شجرة تطور السلالات المكونة من 178 بروتينًا من بروتينات HD - Zip I جنبًا إلى جنب مع الحفاظ على التسلسل المقدم خارج مجالات HD - Zip بالتمييز بين ست مجموعات من البروتينات. مكن نهج اكتشاف الزخارف من التعرف على مجال التنشيط في المناطق الطرفية الكربوكسية (CTRs) وبعض الآليات التنظيمية المفترضة التي تعمل في المناطق الطرفية الأمينية (NTRs) و CTRs التي تنطوي على الجمع والفسفرة. أظهرت تجربة هجينة واحدة للخميرة أن نشاط تنشيط ATHB1، وهو عضو في إحدى المجموعات، يقع في نسبة النقر إلى الظهور الخاصة به. تم إجراء بنيات خيالية تجمع بين مجال HD - Zip لأحد الأعضاء ونسبة النقر إلى الظهور لعضو آخر وتم الحصول على النباتات المعدلة وراثيًا مع هذه البنيات. كان النمط الظاهري للنباتات المعدلة وراثيًا الوراثية مشابهًا لما لوحظ في النباتات المعدلة وراثيًا التي تحمل نسبة النقر إلى الظهور للبروتين المانح، مما يكشف عن أهمية هذه الوحدة داخل البروتين بأكمله. تشير النتائج المعلوماتية الحيوية والتجارب التي أجريت على الخميرة والنباتات المعدلة وراثيًا بقوة إلى أن NTRs و CTRs التي تم تحليلها بشكل سيئ سابقًا لبروتينات HD - Zip I تلعب دورًا مهمًا في وظيفتها، وبالتالي يحتمل أن تشكل مصدرًا رئيسيًا للتنوع الوظيفي بين أفراد هذه العائلة الفرعية.Translated Description (French)
Les facteurs de transcription HD-Zip végétaux sont des protéines modulaires dans lesquelles un homéodomaine est associé à une fermeture à glissière à leucine. Parmi les quatre sous-familles dans lesquelles ils sont divisés, les membres testés de la sous-famille I se lient in vitro à la même séquence pseudopalindromique CAAT(A/T)ATTG et parmi eux, plusieurs présentent des schémas d'expression similaires. Cependant, la plupart des expériences dans lesquelles les protéines HD-Zip I étaient sur ou exprimées ectopiquement sous le contrôle du promoteur constitutif 35S CaMV ont abouti à des plantes transgéniques avec des phénotypes clairement différents. Dans le but d'élucider les mécanismes structurels sous-jacents à une telle observation et en tirant parti des informations croissantes dans les bases de données de séquences de diverses espèces végétales, une analyse in silico a été effectuée. En outre, certains des résultats ont également été soutenus expérimentalement. Un arbre phylogénétique de 178 protéines HD-Zip I ainsi que la conservation de séquence présentée en dehors des domaines HD-Zip ont permis de distinguer six groupes de protéines. Une approche de découverte de motifs a permis la reconnaissance d'un domaine d'activation dans les régions carboxy-terminales (CTR) et de certains mécanismes régulateurs putatifs agissant dans les régions amino-terminales (NTR) et les CTR impliquant la sumoylation et la phosphorylation. Une expérience mono-hybride de levure a démontré que l'activité d'activation d'ATHB1, membre de l'un des groupes, est localisée dans son CTR. Des constructions chimériques ont été réalisées en combinant le domaine HD-Zip d'un membre avec le CTR d'un autre et des plantes transgéniques ont été obtenues avec ces constructions. Le phénotype des plantes transgéniques chimériques était similaire à celui observé chez les plantes transgéniques portant le CTR de la protéine donneuse, révélant l'importance de ce module à l'intérieur de la protéine entière. Les résultats bioinformatiques et les expériences menées chez la levure et les plantes transgéniques suggèrent fortement que les NTR et CTR des protéines HD-Zip I mal analysées auparavant jouent un rôle important dans leur fonction, constituant ainsi potentiellement une source majeure de diversité fonctionnelle parmi les membres de cette sous-famille.Translated Description (Spanish)
Los factores de transcripción HD-Zip vegetales son proteínas modulares en las que un homeodominio está asociado a una cremallera de leucina. De las cuatro subfamilias en las que se dividen, los miembros probados de la subfamilia I se unen in vitro a la misma secuencia pseudopalindrómica CAAT(A/T)ATTG y, entre ellos, varios presentan patrones de expresión similares. Sin embargo, la mayoría de los experimentos en los que las proteínas HD-Zip I se expresaron de forma excesiva o ectópica bajo el control del promotor constitutivo 35S CaMV dieron como resultado plantas transgénicas con fenotipos claramente diferentes. Con el objetivo de dilucidar los mecanismos estructurales subyacentes a dicha constatación y aprovechando la creciente información en bases de datos de secuencias de diversas especies vegetales, se realizó un análisis in silico. Además, algunos de los resultados también fueron apoyados experimentalmente. Un árbol filogenético de 178 proteínas HD-Zip I junto con la secuencia conservada presentada fuera de los dominios HD-Zip permitió la distinción de seis grupos de proteínas. Un enfoque de descubrimiento de motivos permitió el reconocimiento de un dominio de activación en las regiones carboxi-terminales (CTR) y algunos supuestos mecanismos reguladores que actúan en las regiones amino-terminales (NTR) y CTR que implican sumoilación y fosforilación. Un experimento de levadura de un solo híbrido demostró que la actividad de activación de ATHB1, miembro de uno de los grupos, se encuentra en su CTR. Se realizaron construcciones quiméricas combinando el dominio HD-Zip de un miembro con el CTR de otro y se obtuvieron plantas transgénicas con estas construcciones. El fenotipo de las plantas transgénicas quiméricas fue similar al observado en las plantas transgénicas que portan el CTR de la proteína donante, revelando la importancia de este módulo dentro de la proteína completa. Los resultados bioinformáticos y los experimentos realizados en levaduras y plantas transgénicas sugieren fuertemente que las NTR y CTR previamente poco analizadas de las proteínas HD-Zip I desempeñan un papel importante en su función, por lo que potencialmente constituyen una fuente importante de diversidad funcional entre los miembros de esta subfamilia.Files
1471-2229-11-42.pdf
Files
(3.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f3072d1ef613fba27821359f6d1656ba
|
3.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الزخارف المحفوظة غير المميزة خارج نطاق HD - Zip في عوامل النسخ الفرعية HD - Zip I ؛ مصدر محتمل للتنوع الوظيفي
- Translated title (French)
- Motifs conservés non caractérisés en dehors du domaine HD-Zip dans les facteurs de transcription de la sous-famille I HD-Zip ; une source potentielle de diversité fonctionnelle
- Translated title (Spanish)
- Motivos conservados no caracterizados fuera del dominio HD-Zip en factores de transcripción de la subfamilia I de HD-Zip; una fuente potencial de diversidad funcional
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2017531330
- DOI
- 10.1186/1471-2229-11-42
References
- https://openalex.org/W141198700
- https://openalex.org/W1516506193
- https://openalex.org/W1524952049
- https://openalex.org/W1553017085
- https://openalex.org/W1832864446
- https://openalex.org/W1964902825
- https://openalex.org/W1965073686
- https://openalex.org/W1966222665
- https://openalex.org/W1974446483
- https://openalex.org/W1981765089
- https://openalex.org/W1983642216
- https://openalex.org/W1985172243
- https://openalex.org/W1986974910
- https://openalex.org/W1987030629
- https://openalex.org/W1993798543
- https://openalex.org/W1996423252
- https://openalex.org/W2000114776
- https://openalex.org/W2010746949
- https://openalex.org/W2014738779
- https://openalex.org/W2014981936
- https://openalex.org/W2027681868
- https://openalex.org/W2036166628
- https://openalex.org/W2038163496
- https://openalex.org/W2042377195
- https://openalex.org/W2044514710
- https://openalex.org/W2045839655
- https://openalex.org/W2048870429
- https://openalex.org/W2058600480
- https://openalex.org/W2058748054
- https://openalex.org/W2062544327
- https://openalex.org/W2065308437
- https://openalex.org/W2065996794
- https://openalex.org/W2078639895
- https://openalex.org/W2082554284
- https://openalex.org/W2082903714
- https://openalex.org/W2086660631
- https://openalex.org/W2092217949
- https://openalex.org/W2095939276
- https://openalex.org/W2098664089
- https://openalex.org/W2102163163
- https://openalex.org/W2103546861
- https://openalex.org/W2107187695
- https://openalex.org/W2111607030
- https://openalex.org/W2116122104
- https://openalex.org/W2118542550
- https://openalex.org/W2118932875
- https://openalex.org/W2119362018
- https://openalex.org/W2119932818
- https://openalex.org/W2121665941
- https://openalex.org/W2128478118
- https://openalex.org/W2129159109
- https://openalex.org/W2129448726
- https://openalex.org/W2130472562
- https://openalex.org/W2136383371
- https://openalex.org/W2137775778
- https://openalex.org/W2141453890
- https://openalex.org/W2141616193
- https://openalex.org/W2144654387
- https://openalex.org/W2145091349
- https://openalex.org/W2147838931
- https://openalex.org/W2149531726
- https://openalex.org/W2150900054
- https://openalex.org/W2150934173
- https://openalex.org/W2151831732
- https://openalex.org/W2158266834
- https://openalex.org/W2160898602
- https://openalex.org/W2166679830
- https://openalex.org/W2166730465
- https://openalex.org/W2168925984
- https://openalex.org/W2170512020
- https://openalex.org/W2172159081
- https://openalex.org/W4238197641
- https://openalex.org/W4240065971