Interacción entre el receptor de UV-B (UVR8) y el óxido nítrico (NO) en la respuesta de las plantas a la radiación.

CASSIA, R.

San Miguel de Tucumán

Conferencia; III Reunión de Fotobiólogos Moleculares Argentinos; 2016

Grupo Argentino de Fotobiólogos Moleculares

Altas dosis de radiación UV-B inducen la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), causando daños a proteínas, lípidos, ADN y afectando así la integridad celular. Para contrarrestar estos daños, las plantas incrementan compuestos que absorben UV-B como los fenilpropanoides, (FP) y activan el sistema antioxidante.El trabajo de Jenkins y colaboradores permitió establecer una importante vía de señalización activada por UV-B en Arabidopsis thaliana. Esta vía está mediada por la proteína receptora de UV-B UVR8 (UV RESISTANCE LOCUS). UVR8 está presente como homodímero en su forma inactiva, y es monomerizada y activada por efecto de la radiación UV-B, induciendo genes de síntesis de FP y respuesta fotomorfogénica. Resultados obtenidos en nuestro laboratorio prueban que el óxido nítrico (NO) también es un mediador importante en la adaptación al UV-B, ya que actúa disminuyendo el estrés oxidativo y activando genes de la vía de FP. Nuestro interés se centra en analizar las posibles interacciones entre UVR8 y NO en la respuesta de las plantas al UV-B. En este trabajo demostramos que los genes de la vía de UVR8 son inhibidos en ausencia de NO, y que el agregado exógeno de NO es insuficiente para inducir estos genes en mutantes de Arabidopsis carentes de UVR8 (uvr8-). Encontramos que la estabilidad de UVR8 está fuertemente influida por el NO, ya que es rápidamente degradada cuando los niveles endógenos de NO son reducidos. Esta degradación es específica, puesto que otras proteínas susceptibles a estrés oxidativo como D1 no son afectadas.Analizamos si el efecto del NO estaría mediado por S-nitrosilación, una modificación post-traduccional de los residuos de cisteína (Cys). Utilizando la técnica de biotin switch determinamos que UVR8 es nitrosilada in vitro, pero sólo cuando se encuentra como monómero. La espectrometría de masa confirmó que UVR8 es nitrosilada en las Cys 231 y Cys335. Análisis bionformáticos demuestran que estas Cys están fuertemente conservadas en plantas, y que no estarían accesibles para su nitrosilación en el homodímero inactivo.Estudios de inmunoprecipitación confirman que UVR8 es nitrosilada in vivo cuando está presente en forma monomérica, como consecuencia de la irradiación con UV-B.En base a estos resultados proponemos el siguiente modelo: En ausencia de UV-B, UVR8 está presente como un homodímero estable, no nitrosilado, Cuando UVR8 percibe el UV-B y se monomeriza, estas Cys son expuestas, y se nitrosilan para estabilizar la proteína. En ausencia de NO, estas Cys pueden ser oxidadas llevando a la degradación de UVR8. La forma nitrosilada de UVR8 activaría la vía de señalización que produce cambios en la expresión génica, induciendo la síntesis de FP, la respuesta fotomorfogénica y la inducción de las proteínas RUP1 y RUP2. Finalmente, RUP1 y RUP2 inactivarían UVR8 a través de la restitución del dímero.