Regulation der PI4P 5-Kinase 6 (PIP5K6) aus Arabidopsis thaliana : allosterische Kontrolle und Ca2+-abhängige Phosphorylierung

Abstract

Die Kontrolle physiologischer Prozesse bei Pflanzen erfordert eine präzise Regulation von Membranlipiden. Die PI4P 5-Kinase 6 (PIP5K6) ist ein Schlüsselenzym der Phosphoinositid-Synthese in Arabidopsis, das PI4P zu PI(4,5)P₂ umwandelt. In dieser Arbeit wurde mit einem neuen Testsystem die enzymatische Aktivität von rekombinanter PIP5K6 charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen erstmals eine ausgeprägte allosterisch-kooperative Regulation der PIP5K6-Aktivität durch PI4P. Im Gegensatz dazu weist ATP als Kosubstrat eine klassische Michaelis-Menten-Kinetik mit Substratüberschuss-Hemmung auf. Weiterhin führte die Phosphorylierung der PIP5K6 an Position S382 oder S700 durch die Ca2+-abhängige Proteinkinase 11 (CPK11) zu einer Inhibition der enzymatischen Aktivität. Somit wird die PIP5K6-Aktivität durch allosterische Substratbindung und posttranslationale Modifikation reguliert, was wichtige Implikationen für die Kontrolle PI(4,5)P₂-vermittelter Zellprozesse hat.