Effectors of RAB GTPases and their role in plant secretion

Abstract

SOUHRN Rab GTPázy jsou malé signální molekuly, které hrají důležitou roli ve váčkovém transportu. Jejich správné fungování umožňuje regulaci váčkového transportu mezi buněčnými organelami a také směrem do buněčné stěny, kdy je zdrojem materiálu pro růst a prodlužování buněk. Zapojení Rab GTPáz v regulaci endomembránového transportu je jeden z evolučně velmi konzervovaných aspektů řízení a kontroly sekrece. Mezi interaktory Rab GTPáz patří také různé 'downstream' efektory. Jedním z nich je komplex exocyst, který je nejvíce známý pro své zapojení do váčkového transportu na plazmatické membráně. Tento komplex je složen z osmi různých podjednotek (Sec3, Sec5, Sec6, Sec8, Sec10, Sec15, Exo70 and Exo84) a byl objeven jako efektor Sec4p Rab GTPázy v kvasinkách. Dostupné informace z živočišných modelových organismů uvádějí SEC15 podjednotku jako podjednotku která interaguje s Rab GTPázami. Jaká je situace v rostlinách není dosud známo. Početné studie uvádějí důležitou funkci komplexu exocyst v 'tip growth' (vrcholový růst) pylových láček a kořenových vlásků, ve vytváření semenných obalů a také ve tvorbě buněčné přepážky, buněčné stěny a prodlužování hypokotylu. Také je známo zapojení komplexu exocyst v recyklaci auxinových přenašečů - PIN proteinů. V genomu Arabidopsis můžeme nalézt dva paralogy SEC15 podjednotky...

Rab GTPases are small signaling molecules that play an important role in vesicle trafficking in eukaryotic cells. Correct signaling through small GTPases allows orchestration of vesicle transport among cellular organelles and also to the cell wall providing cell wall material for cell growth and elongation. Engagement of Rab GTPases in the regulation of endomembrane trafficking is one of the evolutionary conserved aspects of secretion regulation. The network of Rab GTPases interaction includes also various downstream effectors. One of them is the exocyst complex involved in vesicle docking at the plasma membrane. It is a complex composed of eight different subunits (Sec3, Sec5, Sec6, Sec8, Sec10, Sec15, Exo70 and Exo84). Exocyst was discovered as Sec4p Rab GTPase effector in yeast and also data from animal models describe the Sec15 exocyst subunit as the Rab-interacting partner, but data from plants are missing. On the other hand, numerous studies identified exocyst role in tip growth of pollen tube and root hairs, seed coat formation, cell plate and cell wall formation, hypocotyl elongation, and importantly also PIN auxin efflux carriers recycling and polar auxin transport. There are two paralogues of SEC15 in the Arabidopsis genome, SEC15a and SEC15b, the previous one already shown to be...