Molecular characterization of Ariadne RBR E3 ubiquitin ligases in Arabidopsis. Dissecting the mode of action of Spyros in Arabidopsis.

Abstract

This thesis covers 4.5 years of research on two projects: Section I and Section II. Section I is focused on protein ubiquitylation in cell signaling, specifically the ARIADNE (ARI) family of E3 ubiquitin ligases in Arabidopsis thaliana. AtARIs were biochemically characterized, revealing their potential auto-ubiquitylation mechanisms and interactions with E2 proteins and putative substrates. Despite no visible phenotypes in mutants, these findings lay the groundwork for future ARI research in plants. Section II examines the molecular mechanisms of Spyro molecules, initially thought to mimic Brassinosteroids (BRs) in plants. Spyros promoted adult plant growth but did not fully activate BR signaling, suggesting they might represent a new class of growth-promoting steroids with non-canonical mechanisms. The results hold potential for advancing knowledge of plant growth regulation and crop improvement.

Diese Dissertation umfasst 4,5 Jahre Forschung zu zwei Projekten: Abschnitt I und Abschnitt II. Abschnitt I konzentriert sich auf die Ubiquitinierung von Proteinen in der Zellsignalübertragung, insbesondere auf die ARIADNE (ARI)-Familie der E3-Ubiquitin-Ligasen in Arabidopsis thaliana. AtARIs wurden biochemisch charakterisiert, wobei potenzielle Mechanismen der Auto-Ubiquitinierung und Interaktionen mit E2-Proteinen und möglichen Substraten aufgedeckt wurden. Trotz fehlender sichtbarer Phänotypen in Mutanten bilden diese Ergebnisse die Grundlage für zukünftige ARI-Forschung in Pflanzen. Abschnitt II untersucht die molekularen Mechanismen von Spyro-Molekülen, die zunächst als Brassinosteroid-Analoga (BRs) in Pflanzen angesehen wurden. Spyros förderten das Wachstum erwachsener Pflanzen, aktivierten jedoch nicht vollständig die BR-Signalübertragung, was darauf hindeutet, dass sie eine neue Klasse wachstumsfördernder Steroide mit nicht-kanonischen Mechanismen darstellen könnten. Die Ergebnisse haben das Potenzial, das Wissen über Pflanzenwachstumsregulation und die Verbesserung von Nutzpflanzen voranzutreiben.