Caracterización funcional de la interacción entre el canal de potasio de Arabidopsis KAT1 y uno de sus posibles reguladores

Abstract

[ES] El potasio es un catión monovalente clave en múltiples aspectos del crecimiento y de la supervivencia celular, como la compensación de cargas negativas de las macromoléculas, el mantenimiento del volumen celular y la turgencia, la actividad enzimática, la síntesis de proteínas, el mantenimiento del potencial de membrana y el control de pH intracelular. En las plantas, además de las funciones fisiológicas básicas a nivel celular mencionadas, este catión está implicado en un importante proceso fisiológico, el control de la apertura estomática. A través del estoma la planta controla la transpiración y el intercambio de gases, además de ser una vía de entrada para patógenos. Los canales de entrada de potasio (Kin) regulan la entrada de este ion en las células oclusivas y participan en el control de la apertura estomática. KAT1 y su ortólogo KAT2 son los principales canales de entrada de potasio localizados en la membrana plasmática de las células oclusivas, las cuales forman el poro estomático. La identificación y caracterización funcional de reguladores de canales de potasio es una aproximación prometedora de cara a mejorar la tolerancia a sequía, así como la susceptibilidad a patógenos. En el presente proyecto caracterizamos la función de MEE31 y la interacción entre MEE31 y KAT1. MEE31 es una proteína que surgió como posible interactor de KAT1 en un rastreo Split-Ubiquitin realizado en nuestro laboratorio. Para ello se realizaron estudios de complementación funcional en distintos fondos mutantes de S. cerevisiae. Adicionalmente, se realizaron ensayos de interacción proteína-proteína y estudios de localización celular en plantas modelo. Además se presenta un análisis de los estudios previos de la función de MEE31 con el objetivo de desarrollar hipótesis contrastables sobre los posibles roles de MEE31 como regulador de KAT1.

[EN] Potassium is a key monovalent cation in multiple aspects of cell growth and survival, such as the compensation of negatives charges of macromolecules, maintenance of cell volume and turgor, enzymatic activity, protein synthesis, maintenance of membrane potential and intracellular pH control. In plants, in addition to the basic physiological functions mentioned at the cellular level, this cation is involved in an important physiological process, the control of stomatal opening. Through the stomata the plant controls transpiration and gas exchange, in addition to being a path of entry for pathogens. The inward rectifying potassium channels (Kin) regulate the entry of this ion into the guard cells thus participate in the control of stomatal opening. KAT1, and its orthologue KAT2, are the main inward rectifying channels located in the plasma membrane of the guard cells that form the stomatal pore, where they form homo- or heterotetrameric type channels. The identification and functional characterization of potassium channel regulators is a promising approach to improve drought tolerance, as well as susceptibility to pathogens. In the present project, we functionally characterized the function and interaction between MEE31 and KAT1. MEE31 is a protein that emerged as a possible KAT1 interactor in a Split-Ubiquitin screen carried out in our laboratory. For this, functional complementation studies were carried out in different S. cerevisiae mutant backgrounds. In addition, we performed protein-protein interaction assays and cell localization studies in a plant model. We also present an analysis of the prior studies of MEE31 function in order to develop testable hypotheses about the possible roles of MEE31 as a KAT1 regulator.