Identification of Solanum tuberosum calcium dependent protein kinase 3 (StCDPK3): genomic, transcriptional and biochemical studies

Las CDPKs acoplan un sensor de calcio a un dominio quinasa y coordinan respuestas fisiológicas frente a estímulos. StCDPK3 codifica una CDPK funcional homóloga a isoformas de tomate y tabaco. Se amplificó el gen StCDPK3 (11366 pb), se generó y purificó la proteína recombinante y se determinaron sus parámetros cinéticos. Antagonistas de calmodulina disminuyen la actividad de 6xHisStCDPK3. La proteína recombinante se autofosforila y fosforila histonas. Se generó un anticuerpo policlonal que detecta a StCDPK3 en extractos particulados de hojas. StCDPK3 se expresa en respuesta a PGA y ABA, pero disminuye en respuesta a GA. Líneas transgénicas de fusión del promotor a GUS indican que es activo en hojas, raíces, ojos y brotes de minitubérculos y en estolones elongantes. La actividad GUS disminuye tras la elongación del estolón previo al inicio del crecimiento radial y aumenta en tubérculos tempranos. El factor de transcripción NtRSG es fosforilado por NtCDPK1. Se subclonó su homólogo en papa que es fosforilado in vitro por 6xHisStCDPK3. Además, StCDPK3 fosforila a StABF1. StCDPK3 podría participar en la transducción de señales asociada a procesos de crecimiento y elongación durante el desarrollo del tubérculo (modelo I), el desarrollo de raíces y brotes (modelo II) y como quinasa específica del FT StRSG (modelo III). CDPKs couple calcium sensors to a kinase domain, and coordinate physiological responses to stimuli. StCDPK3 encodes an active CDPK homologous to tobacco and tomato isoforms. The gene was amplified (11366 bp), the recombinant protein was produced and kinetic parameters were evaluated. Calmodulin antagonists, CPZ and 48/80 reduce 6xHisStCDPK3 activity. The recombinant protein autophosphorylates and is able to phosphorylate histones. A policlonal antibody was produced that detected StCDPK3 in particulate extracts from leaves. StCDPK3 is induced in response to PGA and ABA, but is reduced after GA treatment. Transgenic lines carrying the StCDPK3promotor fused to GUS displayed GUS activity in leaves, roots, minitubers eyes, sprouts and in elongating stolons. When stolon elongation ceases before the onset of radial growth, GUS activity was downregulated to be later detected in early tubers. NtRSG is a transcription factor (TF) phosphorylated by NtCDPK1. The potato homologue, StRSG, was subcloned. In vitro, 6xHisStCDPK3 could phosphorylate NtRSG and StRSG, and an ABA transcription factor, StABF1, suggesting that these TFs could be endogenous targets of the kinase. StCDPK3 could play a role in elongation and proliferation events associated to tuber development (model I), root and sprout growth (model II) and as a specific kinase for StRSG (model III). Fil: Grandellis, Carolina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.