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Ver el documento (formato PDF)   Maselli, Gustavo Ariel.  "Fosfatasas de proteínas con dominios Kelch en Arabidopsis thaliana. Estudios funcionales, estructurales y evolutivos"  (2016-05-31)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Las fosfatasas de proteínas con dominios Kelch (PPKL) son miembros de la familia PPP de fosfatasas de serinas y treoninas que están presentes sólo en algas verdes, plantas y alveolados. Las PPKL son proteínas bimodulares con un dominio N-terminal de tipo turbina β y un dominio catalítico en el extremo C-terminal, separados por una extensa secuencia conectora sin homología con otras conocidas. En las plantas, las PPKLs han sido descriptas como efectoras de la señalización por brassinosteroides y aparecen involucradas en el control de la proliferación celular. En este trabajo se han reevaluado los roles de los cuatro miembros de la familia PPKL presentes en Arabidopsis thaliana (BSL1, BSL2, BSL3 y BSU1) mediante análisis filogenéticos, funcionales y genéticos. BSL1 y BSL2/BSL3 pertenecen a dos clados evolutivos antiguos que han sido altamente conservados en las plantas terrestres; en cambio, los genes de tipo BSU1 se encuentran exclusivamente en la familia Brassicaceae y muestran una notable divergencia de secuencia, incluso entre especies estrechamente emparentadas. La pérdida de función simultánea de dos parálogos cercanamente relacionados, BSL2 y BSL3, causa un conjunto de alteraciones fenotípicas peculiares y novedosas; la pérdida de función de BSL1 es, en cambio, fenotípicamente silenciosa. Sin embargo, los tres parálogos más importantes cumplen juntos un papel esencial en etapas tempranas del desarrollo, en el cual BSU1 no puede suplantarlos. Estos patrones evolutivos se ven reflejados en un comportamiento inusual de las PPKL que las diferencia del resto de las fosfatasas de tipo PPP: su capacidad de participar en interacciones homotípicas. BSL1, BSL2 y BSL3 se comportan in vivo como homodímeros, mientras que BSU1 sólo es capaz de realizar interacciones débiles y/o transitorias consigo misma. Curiosamente, se encontró que los determinantes de la interacción son diferentes entre los miembros de los clados principales. En BSL1, el dominio catalítico es el principal impulsor de la interacción; en contraste, el dominio catalítico de BSL2 es necesario, pero no suficiente, y la dimerización requiere de dos porciones de secuencia en el dominio conector. El dominio conector de BSL2 se comporta en solución como una proteína intrínsecamente desordenada propensa a formar elementos de estructura secundaria frente a perturbaciones leves del medio. La presencia de un miembro altamente divergente, en conjunto con la inusual capacidad de formar homodímeros y las diferencias presentes entre parálogos con alto grado de conservación, ponen de manifiesto la complejidad de esta pequeña y esencial familia génica, al tiempo que cuestionan los fundamentos de la asignación de sus roles funcionales.

Abstract:
Protein phosphatases with Kelch-like domains (PPKL) are members of the PPP family present in green algae, plants and alveolates. PPKL are bimodular proteins with a β-propeller domain at the N-terminus and a catalytic domain akin to PP1 at the C-terminus; both domains are tethered by an intermediate sequence of unknown affiliations. In plants, PPKLs have been described as effectors of brassinosteroid signaling and cell proliferation. We reappraised the roles of the four members of the family present in Arabidopsis thaliana -BSL1, BSL2, BSL3 and BSU1- through phylogenetic, functional and genetic analyses. BSL1 and BSL2/BSL3 belong to two ancient evolutionary clades that have been highly conserved in land plants; in contrast, BSU1-type genes are exclusively found in the Brassicaceae and display a remarkable sequence divergence, even among closely related species. Simultaneous loss of function of the closely related paralogs BSL2 and BSL3 causes a peculiar array of phenotypic alterations; loss of function of BSL1 is, in turn, phenotypically silent. However, the three major paralogs play together an essential role in early stages of development, that BSU1 is unable to supplement. These evolutionary patterns mirror an unusual behaviour in PPP phosphatases: the ability of PPKL to form homotypic interactions. BSL1, BSL2 and BSL3 behave in vivo as homodimers, whereas BSU1 is only able of transient interactions. The interaction determinants are, however, different among members of the main clades. In BSL1, the catalytic domain is the main driver of interaction; in contrast, the catalytic domain of BSL2 is necessary but not sufficient, and dimerization requires two conserved sequence stretches in the linker domain. The linker domain of BSL2 behaves in solution as an intrinsically disordered protein prone to form secondary structure elements upon mild perturbations. The presence of a highly divergent member, together with the unusual ability to form homodimers and the existing differences between paralogs with a high degree of conservation, reveal the complexity of this small and essential gene family, while questioning the foundations of their functional role assignment.

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Registro:
Título : Fosfatasas de proteínas con dominios Kelch en Arabidopsis thaliana. Estudios funcionales, estructurales y evolutivos     =    Protein phosphatases with Kelch-like domains in Arabidopsis thaliana. Functional, structural and evolutionary studies
Autor : Maselli, Gustavo Ariel
Director : Mora García, Santiago
Consejero : Cerdán, Pablo
Jurados : Ulloa, Rita M.  ; Gómez Casati, Diego F.  ; Kobayashi, Ken
Año : 2016-05-31
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA)
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_6002_Maselli
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Biología Molecular y Celular
Biología / Bioquímica
Palabras claves : ARABIDOPSIS THALIANA; FOSFATASA DE PROTEINAS; PPKL; RELACIONES EVOLUTIVAS; OLIGOMERIZACION; ESTRUCTURA INTRINSECAMENTE DESORDENADA; ARABIDOPSIS THALIANA; PROTEIN PHOSPHATASE; PPKL; EVOLUTIONARY RELATIONSHIP; OLIGOMERIZATION; INTRINSIC DISORDERED STRUCTURE
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