Exocyst subunit AtSEC15b: its role in plant cell morphogenesis and characterization of its Rab interacting partner

Abstract

Organization of endomembrane compartments in all eukaryotic cells is dependent on continuous transport of membrane vesicles. Major part of the core regulators of intracellular membrane transport is represented by small GTPases from the Rab family. Rab GTPases cycle between the GTP-bound "active" and GDP-bound "inactive" forms. In their active form, they are able to interact with specific effectors and perform their functions. Exocyst is an octameric complex involved in regulation of secretion. It functions as an effector of Rab GTPases in yeast and mammals and tethers secretory vesicles to the plasma membrane prior to the actual membrane fusion. Using publicly available expression data, we have identified candidates from Rab GTPase family for the interaction with exocyst subunit AtSEC15b in plants and demonstrated that AtSEC15b specifically interacts with AtRABA4a GTPase. We also showed that, like in yeast and mammals, Arabidopsis Sec15b binds Rab GTPase also probably in GTP-dependent manner, implying that this interaction is well conserved throughout the eukaryotic kingdoms. We also successfully demonstrated the complementation of yeast thermo-sensitive mutant strain, sec15-1. Based on this observation we concluded that AtSEC15b is able to substitute the function of yeast SEC15 and restore the phenotype....

Organizace membránových kompartmentů v eukaryotních buňkách závisí na nepřetržitém transportu membránových váčků. Je známo, že velkou část klíčových regulátorů tohoto transportu představují malé GTPázy z rodiny Rab. Ty cyklují mezi GTP-vazebnou "aktivní" a GDP-vazebnou "neaktivní" formou. Ve své aktivní formě interagují se specifickými efektory a vykonávají tak svou funkci. Exocyst je osmipodjednotkový komplex, který se podílí na regulaci sekrece. Funguje jako efektor Rab GTPáz u kvasinek a savců, kde poutá sekreční váčky k plazmatické membráně před samotným splynutím membrán. S pomocí veřejně dostupných expresních dat jsme nalezli několik kandidátů z rodiny Rab GTPáz, kteří by mohli interagovat s podjednotkou AtSEC15b u rostlin a dokázali, že AtSEC15b specificky interaguje s AtRABA4a GTPázou. Dále jsme ukázali, že stejně jako u kvasinek a savců tato interakci pravděpodobně probíhá v závislosti na GTP-vazebné formě Rab GTPázy, což naznačuje, že je tato interakce zachována v rámci všech Eukaryot. Dále jsme úspěšně předvedli komplementaci teplotně-senzitivního kvasinkového mutanta sec15-1. Na základě tohoto pozorování jsme dospěli k závěru, že protein AtSEC15b je schopen funkčně nahradit kvasinkový protein Sec15 a tím obnovit normální fenotyp. Ko-lokalizační analýza odhalila přítomnost endosomům podobného...