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カルシウムと植物ホルモンをつなぐタンパク質が成長を調節する方法

植物では、カルシウムシグナル伝達は、成長と発達を含むさまざまな生理学的プロセスの調節において重要な役割を果たします。カルモジュリン(CAM)は、カルシウム結合タンパク質であり、中央のハブとして作用し、カルシウムシグナルを解読し、特定の細胞応答に変換します。 CAMは、カルモジュリン結合タンパク質(CBP)として知られるグループを含む、広範囲の標的タンパク質と相互作用します。そのようなCBPの1つは、CBL相互作用プロテインキナーゼ23(CIPK23)と呼ばれるプロテインキナーゼです。

CIPK23は、植物の成長と発達の調節に関与するセリン/スレオニンプロテインキナーゼです。植物の成長に不可欠な細胞分裂と伸長の制御において特に重要です。 CIPK23活性は、カルシウムレベルとCAMとの相互作用によって厳しく調節されています。

植物細胞のカルシウムレベルが増加すると、CAMはCIPK23に結合し、キナーゼを活性化する立体構造の変化を引き起こします。活性化されたCIPK23は、さまざまな下流の標的タンパク質をリン酸化し、最終的に遺伝子発現と生理学的反応の変化につながるシグナル伝達カスケードを開始します。

CIPK23の重要な標的の1つは、ブラジナルステロイド(BR)と呼ばれる植物ホルモンです。 BRは植物の成長と発達に不​​可欠であり、細胞の伸長を調節する上で重要な役割を果たします。 CIPK23は、BRI1関連キナーゼ1(BAK1)と呼ばれる特定のタンパク質をリン酸化します。これは、BRシグナル伝達経路の成分です。

Bak1をリン酸化することにより、CIPK23はBRシグナル伝達を促進し、細胞の伸長と植物の成長の増加につながります。これは、CIPK23がカルシウムシグナル伝達と植物ホルモン作用の間の分子ブリッジとしてどのように作用するかを示しており、植物がこれらのシグナルを統合して成長と発達を調節できるようにします。

さらに、CIPK23は他のカルシウム依存性タンパク質およびシグナル伝達成分と相互作用することがわかっており、BRシグナル伝達を超えた追加の細胞プロセスへの関与を示唆しています。 CIPK23調節の複雑なメカニズムとCAMおよびその他のタンパク質との相互作用を理解することで、植物がカルシウムシグナルをどのように認識して反応して成長と発達を制御するかについての貴重な洞察が提供されます。

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