Plant Phosphoinositide Kinases. A Study of PtdIns 4-kinases and a PtdIns 4-phosphate 5-kinase

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish För att överleva måste alla levande varelser kunna anpassa sig till omgivningen.Detta innebär i sin tur att allt levande måste kunna uppfatta sin omgivning och reagera på dessa intryck.Den minsta byggstenen för allt levande är den enskilda cellen.Alla celler känner av sin omgivning och har möjlighet att reagera på ändrade livsbetingelser.Celler är utrustade med ett antennsystem för mottagning av signaler,s.k.receptorer.Dessa tar emot signaler i form av hormoner,patogener,eller fysiologiska faktorer,som t.ex.kyla och salt. Signalerna leds vidare in i cellen och ger upphov till en fysiologisk förändring.I den här avhandlingen diskuteras en av de kanaler som signaler utnytjar för att ge en förändring. Celler begränsas av ett tunt membran,det s.k.plasmamembranet,som består av ett dubbellager av lipider med integrerade proteiner.Vissa av dessa lipider fungerar inte bara som en skiljevägg mellan utsidan och insidan utan har också cellreglerande funktioner. En av dessa lipidfamiljer är fosfoinositider.Det som särskiljer dessa från andra fosfolipider är att de kan fosforyleras på flera ställen och ge upphov till en familj av möjliga intracellulära signalmolekyler.I den första artikeln undersöker vi plasmamembranet från spenatbladsceller.Vi finner att det finns två olika kinas-aktiviteter,d.v.s.proteiner som flyttar fosfatgrupper från cellens energibärare ATP till andra proteiner eller ,i vårt fall, lipider.De skilde sig åt i storlek och hur de reagerade på vissa metalljoner.Med tanke på den mångfald av signaler som når cellen är det troligt att det finns olika pooler av fosfoinositider som reagerar på olika stimulanser. Två av de vanligaste och därför mest betydelsefulla miljöfaktorer som påverkar en växt är torka och salt vilka bägge leder till osmotisk stress.I den andra artikeln ville vi undersöka hur lipider hos växtceller reagerar för sådan stress.Vi odlade backtrav (Arabidopsis thaliana ) som enskilda celler i suspensionslösning,och utsatte dem för hyperosmotisk shock.Vi fann att omsättningen för en typ av fosfoinositid,fosfatidylinositolbisfosfat (PtdIns(4,5)P 2 ) ökade markant efter tillsats av koksalt eller sorbitol.Även andra fosfolipider ökade sin omsättning,fast i dessa fallen mer då salt tillsattes än när sorbitol tillsattes.Detta visar på en roll för PtdIns(4,5)P 2 vid osmotisk reglering och anpassning till torka och sälta.I den tredje artikeln undersöker vi vilka fosfoinositider som ett fosfoinositidkinas (AtPIP5Kp)från backtrav kan framställa.Vi såg att inte bara kunde den producera PtdIns(4,5)P 2 utan även PtdIns(3,4)P 2 .Vi undersökte även hur aktiviteten för AtPIP5Kp regleras och kunde konstatera att fosforylering av AtPIP5Kp nedreglerade dess aktivitet. Om vi tog bort fosforyleringen återfick vi ursprunglig aktivitet.Detta visades sig vara fallet även för ett annat fosfoinositidkinas (AtPI4Kp).Det är givetvis viktigt att nivåer av alla signalsubstanser regleras noga och vi visar här att fosforylering kan vara ett sätt att reglera fosfoinositidkinaser.Det är min förhoppning att fortsatta studier ska leda till större förståelse för hur växtceller kan uppfatta och reagera på omgivningens skiftande krav.