Cot1-киназа
Координированный контроль роста и развития грибного организма
Достигается путем активации внутриклеточных сигнальных каскадовв ответ на действие внешних стимулов, таких как доступность питательных вещеста, свет или растение-хозяин. Генетические факторы в таких ответах играют немалую роль. Выявлено, что у нейроспоры серин-треониновая ПК была необходима для процесса удлинения гиф. Мутанты по гену cot-1 являются температурочувствительными: нормальный рост у них наблюдается при 25О. А колониальный – при 32. Разрыв гена губителен для мицелия – он практически не растет. Экспрессия гена cot-1 регулируется светом – свет регулирует частоту ветвления гиф у нейроспоры. Белок COT1 обнаружен в цитоплазме, мембране и в ядре.. Существуюит две изоформы фермента –короткая и длинная. Длинный белок (73кДа) присутствовал при всех условиях существования, тогда как короткий (67 кДа присутствовал у дикого типа и отсутствовал у cot-1 при ограничивающей рост температуре -32 градуса. 67 кДа белок превалирует во фракции плазматических мембран, но связан и с другими компартментами. При возврате к температуре 250 67 кДа изоформа появляется вновьЧто, по видимому, свидетельствует о ее причастности к гифальному росту у нейроспоры. При 320 у cot-1 мутанта выявлено гиперветвление, мутант быстрее закисляет среду и в нем увеличивается содержание натрия и глицерола, указывая на изменение ионно-осмотического гомеостаза. Увеличение в среде NaCl, сорбитола, перекиси и этанола подавляло мутантный фенотип, восстанавливало ионный гомеостаз и сопровождалось снижением активности ПКА. По-видимому, белок СОТ1 формирует ответ на внешние стрессы, а изменение активности ПКА снижает его роль в стрессорном ответе.
У Colletotrichum trifolii выявлена гомологичная серин-треонин протеинкиназа – степень гомологии а-к последовательностей – 70,4% идентичности.
У ТВ3 тоже две формы -76 кДа и 85 кДа. Они обе присутствуют в стационарной фазе роста. 85 кДа форме приписывают роль регулятора гифального роста. 76 кДа форма превалирует в цитоплазмеЯ, но есть и в ядре, в отличие от СОТ1, ассоциированного, в основном, с мембранами.
С-концы обоих белков строго консервативны, а N-концы разнятся. У C.trifolii белок содержит гомополимерные глутаминовые повторы на N-конце, не выявленные у белка из нейроспоры. Эти повторы также найдены у гомологичного белка из Ustilago maydis – UKS-1и у белка дрозофилы –warts, но не у дрожжевого аналога ORB6/ Несмотря на дивергенцию белковых продуктов ген tb-3 комплементарен мутанту cot-1, что показывает функциональную консервативность между патогеном и сапрофитом. Этот факт наводит на мысль об одинаковой регуляции гифального роста у этих двух организмов, несмотря на различный образ жизни.
Ustilago maydis – UKS-1 играет важную роль в морфогенезе, патогенезе и пигментации у этого гриба. Разрыв гена uks-1 приводит к изменению морфологии, бокирует формирование воздушных гиф и стимулирует развитие пигментированных клеток.
Гомологичный белок выявлен у Claviceps purpurea, клонируемый геном cpcot1. Обычно рост мицелия этого гриба строго имеет строго направленный характер, ветвление у гиф подавлено и он направляется в сторону сосудистых пучков ткани-хозяина. У мутанта по сер-тре киназенаблюдается гиперветвление, снижается скорость роста и способность формировать конидии. Этот фенотип птоказывает, что эта ПК необходима для начала инфицировапния у этого гриба. Белки семейства ТВ3/COT1 принадлежат также высшим эукариотам. У Sch.pombe orb-1 ПК необходима для установления клеточной полярности в интерфазе. У дрозофилы опухлевый супрессор – ген wats контролирует количество и направление пролиферирующих клеток. Человеческий аналог COT1-киназы – белок ДМПК. Мутант по этому гену вызывает у человека миотическую дистрофию, заболевание связанное с нарушением ионного гомеостаза и цитоскелета.
Таким образом функционирование СОТ-подобных киназ прослеживается на больших таксономических расстояниях.