Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phospholipase Cδ điều chỉnh sự nảy mầm của bào tử Dictyostelium
Tóm tắt
Nhiều sinh vật nhân chuẩn, bao gồm thực vật và nấm, tạo ra bào tử có khả năng chống chịu với các điều kiện môi trường khắc nghiệt. Sinh vật vi mô Dictyostelium chứa một gen phospholipase C (PLC); việc loại bỏ gen này không ảnh hưởng đến sự phát triển, chuyển động tế bào và biệt hóa. Trong báo cáo này, chúng tôi cho thấy rằng PLC là yếu tố thiết yếu để cảm nhận môi trường của bào tử được kích hoạt bởi thực phẩm. Bào tử plc-null nảy mầm ở pH kiềm, nhiệt độ giảm hoặc tăng độ thẩm thấu, những điều kiện mà amoebae mới nảy mầm không thể phát triển. Ngược lại, bào tử kiểu hoang dã được kích hoạt bởi thực phẩm quay trở lại trạng thái ngủ đông cho đến khi các điều kiện trong môi trường cho phép phát triển. Phân tích mức độ inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3) và ảnh hưởng của IP3 được thêm vào đã tiết lộ một cơ chế bất ngờ về cách mà PLC điều chỉnh sự nảy mầm của bào tử: i) việc loại bỏ PLC kích thích hoạt động mạnh của một phosphatase IP5 dẫn đến mức độ IP3 cao trong các tế bào plc-null; ii) trong bào tử kiểu hoang dã, các điều kiện không thuận lợi ức chế PLC dẫn đến mức độ IP3 giảm; việc thêm IP3 ngoại lai vào bào tử kiểu hoang dã kích thích sự nảy mầm trong điều kiện không thuận lợi; iii) trong các bào tử plc-null, mức độ IP3 vẫn cao, ngay cả trong các điều kiện môi trường không thuận lợi. Kết quả cho thấy rằng các điều kiện môi trường điều chỉnh hoạt động của PLC và rằng IP3 kích thích sự nảy mầm của bào tử; sự nảy mầm không kiểm soát của các bào tử plc-null không phải do sự thiếu hoạt động của PLC mà do sự kích hoạt liên tục của một con đường tạo IP3 thay thế.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Berridge MJ, Irvine RF: Inositol phosphates and cell signalling. Nature. 1989, 341: 197-205. 10.1038/341197a0.
Rhee SG, Bae YS: Regulation of phosphoinositide-specific phospholipase C isozymes. J. Biol. Chem. 1997, 272: 15045-15048. 10.1074/jbc.272.24.15045.
Bloomquist BT, Shortridge RD, Schneuwly S, Perdew M, Montell C, Steller H, Rubin G, Pak WL: Isolation of a putative phospholipase C of Drosophila, norpA, and its role in phototransduction. Cell. 1988, 54: 723-733.
Shortridge RD, Yoon J, Lending C, Bloomquist BT, Perdew MH, Pak WL: A Drosophia phospholipase C gene that is expressed in the central nervous system. J. Biol. Chem. 1991, 266: 12474-12480.
Su X, Chen F, Hokin LE: Cloning and expression of a novel, highly truncated phosphoinositide-specific phospholipase C cDNA from embryos of the brine shrimp, Artemia. J. Biol. Chem. 1994, 269: 12925-12931.
Carne A, McGregor RA, Bhatia J, Sivaprasadarao A, Keen JN, Davies A, Findlay JBC: A â-subclass phosphatidylinositol-specific phospholipase C from squid (Loligo forbesi) photoreceptors exhibiting a truncated C-terminus. FEBS Lett. 1995, 372: 243-248. 10.1016/0014-5793(95)00936-4.
Shi J, Gonzales RA, Bhattacharyya MK: Characterization of a plasma membrane-associated phosphoinositide-specific phospholipase C from soybean. Plant J. 1995, 8: 381-390. 10.1046/j.1365-313X.1995.08030381.x.
Abogadie FC, Bruch RC, Wurzburger R, Margolis FL, Farbman AL: Molecular cloning of a phosphoinositide-specific phospholipase C from catfish olfactory rosettes. Brain Res. Mol. Brain Res. 1995, 31: 10-16. 10.1016/0169-328X(95)00030-V.
Drayer AL, Van Haastert PJM: Molecular cloning and expression of a phosphoinositide-specific phospholipase C of Dictyostelium discoideum. J. Biol. Chem. 1992, 267: 18387-18392.
Yoko-o T, Matsui Y, Yagisawa H, Nojima H, Uno I, Toh-e A: The putative phosphoinositide-specific phospholipase C gene, PLC1, of the yeast Saccharomyces cerevisiae is important for cell growth. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993, 90: 1804-1808.
Flick JS, Thorner J: Genetic and biochemical characterization of a phosphatidylinositol-specific phospholipase C in Saccharomyces cerevisiae. Mol. Cell. Biol. 1993, 13: 5861-5876.
Payne WE, Fitzgerald-Hayes M: A mutation in PLC1, a candidate phosphoinositide-specific phospholipase C gene from Saccharomyces cerevisiae, causes aberrant mitotic chromosome segregation. Mol. Cell. Biol. 1993, 13: 4351-4364.
Andoh T, Yoko-o T, Matsui Y, Toh-e A: Molecular cloning of the plc1+ gene of Schizosaccharomyces pombe, which encodes a putative phosphoinositide-specific phospholipase C. Yeast. 1995, 11: 179-185.
Essen L-O, Perisic O, Cheung R, Katan M, Williams RL: Crystal structure of a mammalian phosphoinositide-specific phospholipase Cdelta. Nature. 1996, 380: 595-602. 10.1038/380595a0.
Williams RL, Katan M: Structural views of phosphoinositide-specific phospholipase C: signalling the way ahead. Structure. 1996, 4: 1387-1394.
Kessin RH, Gunderson GG, Zaydfudim V, Grimson M, Blanton RH: How cellular slime molds evade nematodes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996, 93: 4857-4861. 10.1073/pnas.93.10.4857.
Drayer AL, Van der Kaay J, Mayr GW, Van Haastert PJM: Role of phospholipase C in Dictyostelium: formation of inositol 1,4,5-trisphosphate and normal development in cells lacking phospholipase C activity. EMBO J. 1994, 13: 1601-1609.
Van Dijken P, de Haas J-R, Craxton A, Erneux C, Shears SB, Van Haastert PJM: A novel, phospholipase C-independent pathway of inositol 1,4,5-trisphosphate formation in Dictyostelium and rat liver. J. Biol. Chem. 1995, 270: 29724-29731. 10.1074/jbc.270.50.29724.
Kuwayama H, Ecke M, Gerisch G, Van Haastert PJM: Protection against osmotic stress by cGMP-mediated myosin phosphorylation. Science. 1996, 271: 207-209.
Bominaar AA, Kesbeke F, Van Haastert PJM: Phospholipase C in Dictyostelium discoideum (1994) ; Cyclic AMP surface receptor and G-protein-regulated activity in vitro. Biochem. J. 1994, 297: 181-187.
Cotter DA, Raper KB: Spore germination in Dictyostelium discoideum. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1966, 56: 880-887.
Van Es S, Virdy KJ, Pitt GS, Meima M, Sands TW, Devreotes PN, Cotter DA, Schaap P: Adenylyl cyclase G, an osmosensor controlling germination of Dictyostelium spores. J. Biol. Chem. 1996, 271: 23623-23625. 10.1074/jbc.271.39.23623.
Cotter DA, Sands TW, Virdy KJ, North MJ, Klein G, Sartre M: Patterning of development in Dictyostelium dicoideum: factors regulating growth, differentiation, spore dormancy, and germination. Biochem. Cell. Biol. 1992, 70: 892-919.
Lydan MA, Cotter DA: The role of Ca2+ during spore germination in Dictyostelium: Autoactivation is mediated by the mobilization of Ca2+ while amoebal emergance requires entry of external Ca2+. J. Cell Sci. 1995, 108: 1921-1930.
Van Haastert PJM, Van Dijken P: Biochemistry and genetics of inositol phosphate metabolism in Dictyostelium. FEBS Lett. 1997, 410: 29-43. 10.1016/S0014-5793(97)00358-X.
Drayer AL, Meima ME, Derks MWM, Tuik R, Van Haastert PJM: Mutation of an EF-hand Ca2+-binding motif in phospholipase C of Dictyostelium discoideum: inhibition of activity but no effect on Ca2+-dependence. Biochem. J. 1995, 311: 505-510.
Van Haastert PJM: Determination of inositol 1,4,5-trisphosphate levels in Dictyostelium by isotope dilution assay. Anal. Biochem. 1989, 177: 115-119.