異なる作用モードを持つフィトクロムAの2つの分子種

Two molecular species of phytochrome A with distinct modes of action.

• V Sineshchekov

抄録

植物の環境光条件への適応は、高度に複雑な光受容器の操作によって達成される。植物の光受容体は、フィトクロムAとフィトクロムBからなるフィトクロム系を主要な構成要素としているが、フィトクロムAはフィトクロムAとフィトクロムBとでは、3つの光応答モード（VLFRとLFR）と高照度応答（HIR）のすべてを媒介する能力があるのに対し、フィトクロムAはLFRを担当している。本レビューでは、phyAの構造的・機能的な不均一性の観点から、phyAの特異性を論じている。光受容体は、単葉植物と双葉植物では2つの固有分子種、phyA'とphyA''によって発現しており、分光学的、光化学的、現象学的特性によって異なっている。これらはまた、細胞内の文脈に依存する作用モードによっても異なります。現在の作業仮説は、phyA'がVLFRを媒介し、phyA''がHIRとLFRを媒介するというものである。この2つのプールの内容と機能活性は、光、暗闇でのホスファターゼ/キナーゼ平衡とpHによって調節されており、これがフィトクロムシステムの微調整に寄与している。フィトクロームシステムの分子進化の中で、フィトクロームシステムの微調整に寄与しているのは、フィトクロームシステムの微調整に寄与していると考えられる。

Adaptation of plants to environmental light conditions is achieved via operation of a highly complex photoreceptor apparatus. It includes the phytochrome system comprising phytochromes A and B (phyA and phyB) as the major components. phyA differs from phyB by several properties, including its ability to mediate all three photoresponse modes - the very low and low fluence responses (VLFR and LFR respectively) and the high irradiance responses (HIR), whereas phyB is responsible for LFR. This review discusses the uniqueness of phyA in terms of its structural and functional heterogeneity. The photoreceptor is presented in monocots and dicots by two native molecular species, phyA' and phyA'', differing by spectroscopic, photochemical and phenomenological properties. phyA differentiation into substates includes post-translational phosphorylation of a serine residue(s) at the N-terminal extension of the molecule with phyA' being the phosphorylated species and phyA'', dephosphorylated. They differ also by their mode of action, which depends on the cellular context. The current working hypothesis is that phyA' mediates VLFR and phyA'', HIR and LFR. The content and functional activity of the two pools are regulated by light and by phosphatase/kinase equilibrium and pH in darkness, what contributes to the fine-tuning of the phytochrome system. Detection of the native pools of the cryptogamic plant fern Adiantum capillus-veneris phy1 (phy1' and phy1'') similar to those of phyA suggests that the structural and functional heterogeneity of phyA is not a unique phenomenon and may have arisen earlier in the molecular evolution of the phytochrome system than the appearance of the angiosperm phytochromes.