S-Nitrosation of E3 Ubiquitin Ligase Complex Components Regulates Hormonal Signalings in Arabidopsis

• Autores: Terrile, Maria Cecilia; Tebez, Nuria Malena; Colman, Silvana Lorena; Mateos, Julieta Lisa; Morato López, Esperanza; Sánchez López, Nuria; Izquierdo Álvarez, Alicia; Marina, Anabel; Calderón Villalobos, Luz Irina A.; Estelle, Mark; Martínez Ruiz, Antonio; Fiol, Diego Fernando; Casalongue, Claudia; Iglesias, María José
• Año de publicación: 2022
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: ARABIDOPSIS THALIANA; AUXIN; JASMONATES; S-NITROSATION; SCF E3 UBIQUITIN LIGASE
• Institución: Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

E3 ubiquitin ligases mediate the last step of the ubiquitination pathway in the ubiquitin-proteasome system (UPS). By targeting transcriptional regulators for their turnover, E3s play a crucial role in every aspect of plant biology. In plants, SKP1/CULLIN1/F-BOX PROTEIN (SCF)-type E3 ubiquitin ligases are essential for the perception and signaling of several key hormones including auxins and jasmonates (JAs). F-box proteins, TRANSPORT INHIBITOR RESPONSE 1 (TIR1) and CORONATINE INSENSITIVE 1 (COI1), bind directly transcriptional repressors AUXIN/INDOLE-3-ACETIC ACID (AUX/IAA) and JASMONATE ZIM-DOMAIN (JAZ) in auxin- and JAs-depending manner, respectively, which permits the perception of the hormones and transcriptional activation of signaling pathways. Redox modification of proteins mainly by S-nitrosation of cysteines (Cys) residues via nitric oxide (NO) has emerged as a valued regulatory mechanism in physiological processes requiring its rapid and versatile integration. Previously, we demonstrated that TIR1 and Arabidopsis thaliana SKP1 (ASK1) are targets of S-nitrosation, and these NO-dependent posttranslational modifications enhance protein-protein interactions and positively regulate SCFTIR1 complex assembly and expression of auxin response genes. In this work, we confirmed S-nitrosation of Cys140 in TIR1, which was associated in planta to auxin-dependent developmental and stress-associated responses. In addition, we provide evidence on the modulation of the SCFCOI1 complex by different S-nitrosation events. We demonstrated that S-nitrosation of ASK1 Cys118 enhanced ASK1-COI1 protein-protein interaction. Overexpression of non-nitrosable ask1 mutant protein impaired the activation of JA-responsive genes mediated by SCFCOI1 illustrating the functional relevance of this redox-mediated regulation in planta. In silico analysis positions COI1 as a promising S-nitrosation target, and demonstrated that plants treated with methyl JA (MeJA) or S-nitrosocysteine (NO-Cys, S-nitrosation agent) develop shared responses at a genome-wide level. The regulation of SCF components involved in hormonal perception by S-nitrosation may represent a key strategy to determine the precise time and site-dependent activation of each hormonal signaling pathway and highlights NO as a pivotal molecular player in these scenarios.
Fil: Terrile, Maria Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Tebez, Nuria Malena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Colman, Silvana Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Mateos, Julieta Lisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Morato López, Esperanza. CENTRO DE BIOLOGIA MOLECULAR SEVERO OCHOA (CBMSO) ; UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID;
Fil: Sánchez López, Nuria. CENTRO DE BIOLOGIA MOLECULAR SEVERO OCHOA (CBMSO) ; UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID;
Fil: Izquierdo Álvarez, Alicia. No especifíca;
Fil: Marina, Anabel. CENTRO DE BIOLOGIA MOLECULAR SEVERO OCHOA (CBMSO) ; UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID;
Fil: Calderón Villalobos, Luz Irina A.. Donald Danforth Plant Science Center; Estados Unidos
Fil: Estelle, Mark. No especifíca;
Fil: Martínez Ruiz, Antonio. No especifíca;
Fil: Fiol, Diego Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Casalongue, Claudia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Iglesias, María José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina