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Regulation of reactive oxygen species during plant immunity through phosphorylation and ubiquitination of RBOHD.
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2020-04-15 , DOI: 10.1038/s41467-020-15601-5 DongHyuk Lee 1 , Neeraj K Lal 2 , Zuh-Jyh Daniel Lin 1, 3 , Shisong Ma 2, 4 , Jun Liu 1, 5 , Bardo Castro 1 , Tania Toruño 1 , Savithramma P Dinesh-Kumar 2 , Gitta Coaker 1
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2020-04-15 , DOI: 10.1038/s41467-020-15601-5 DongHyuk Lee 1 , Neeraj K Lal 2 , Zuh-Jyh Daniel Lin 1, 3 , Shisong Ma 2, 4 , Jun Liu 1, 5 , Bardo Castro 1 , Tania Toruño 1 , Savithramma P Dinesh-Kumar 2 , Gitta Coaker 1
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Production of reactive oxygen species (ROS) is critical for successful activation of immune responses against pathogen infection. The plant NADPH oxidase RBOHD is a primary player in ROS production during innate immunity. However, how RBOHD is negatively regulated remains elusive. Here we show that RBOHD is regulated by C-terminal phosphorylation and ubiquitination. Genetic and biochemical analyses reveal that the PBL13 receptor-like cytoplasmic kinase phosphorylates RBOHD's C-terminus and two phosphorylated residues (S862 and T912) affect RBOHD activity and stability, respectively. Using protein array technology, we identified an E3 ubiquitin ligase PIRE (PBL13 interacting RING domain E3 ligase) that interacts with both PBL13 and RBOHD. Mimicking phosphorylation of RBOHD (T912D) results in enhanced ubiquitination and decreased protein abundance. PIRE and PBL13 mutants display higher RBOHD protein accumulation, increased ROS production, and are more resistant to bacterial infection. Thus, our study reveals an intricate post-translational network that negatively regulates the abundance of a conserved NADPH oxidase.
中文翻译：
通过RBOHD的磷酸化和泛素化调节植物免疫过程中的活性氧。
活性氧（ROS）的产生对于成功激活针对病原体感染的免疫反应至关重要。植物NADPH氧化酶RBOHD是先天免疫过程中ROS产生的主要参与者。但是，如何对RBOHD进行负调控仍然难以捉摸。在这里，我们显示RBOHD受C末端磷酸化和泛素化调节。遗传和生化分析表明，PBL13受体样细胞质激酶使RBOHD的C末端磷酸化，两个磷酸化残基（S862和T912）分别影响RBOHD的活性和稳定性。使用蛋白质阵列技术，我们确定了与PBL13和RBOHD相互作用的E3泛素连接酶PIRE（PBL13相互作用的RING域E3连接酶）。模拟RBOHD（T912D）的磷酸化会导致泛素化增强和蛋白质丰度降低。PIRE和PBL13突变体显示出更高的RBOHD蛋白积累，增加的ROS生成，并且对细菌感染更具抵抗力。因此，我们的研究揭示了一个复杂的翻译后网络，它负面地调节了保守NADPH氧化酶的丰度。
更新日期：2020-04-24
中文翻译：
通过RBOHD的磷酸化和泛素化调节植物免疫过程中的活性氧。
活性氧（ROS）的产生对于成功激活针对病原体感染的免疫反应至关重要。植物NADPH氧化酶RBOHD是先天免疫过程中ROS产生的主要参与者。但是，如何对RBOHD进行负调控仍然难以捉摸。在这里，我们显示RBOHD受C末端磷酸化和泛素化调节。遗传和生化分析表明，PBL13受体样细胞质激酶使RBOHD的C末端磷酸化，两个磷酸化残基（S862和T912）分别影响RBOHD的活性和稳定性。使用蛋白质阵列技术，我们确定了与PBL13和RBOHD相互作用的E3泛素连接酶PIRE（PBL13相互作用的RING域E3连接酶）。模拟RBOHD（T912D）的磷酸化会导致泛素化增强和蛋白质丰度降低。PIRE和PBL13突变体显示出更高的RBOHD蛋白积累，增加的ROS生成，并且对细菌感染更具抵抗力。因此，我们的研究揭示了一个复杂的翻译后网络，它负面地调节了保守NADPH氧化酶的丰度。
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