Class III peroxidases PRX01, PRX44, and PRX73 potentially target extensins during root hair growth in Arabidopsis thaliana
- Autores
- Marzol, Eliana; Borassi, Cecilia; Ranocha, Philippe; Aptekmann, Ariel; Bringas, Mauro; Pennington, Janice; Paez Valencia, Julio; Martinez Pacheco, Javier; Rodriguez Garcia, Diana Rosa; Rondon Guerrero, Yossmayer del Carmen; Carignani Sardoy, Mariana; Mangano, Silvina; Fleming, Margaret; Mishler Elmore, John W.; Blanco Herrera, Francisca; Bedinger, Patricia; Dunand, Christophe; Capece, Luciana; Nadra, Alejandro Daniel; Held, Michael; Otegui, Marisa S.; Estevez, Jose Manuel
- Año de publicación
- 2020
- Idioma
- inglés
- Tipo de recurso
- artículo
- Estado
- versión publicada
- Descripción
- Root hair cells are important sensors of soil conditions. Expanding several hundred times their original size, root hairs grow towards and absorb water-soluble nutrients. This rapid growth is oscillatory and is mediated by continuous remodelling of the cell wall. Root hair cell walls contain polysaccharides and hydroxyproline-rich glycoproteins including extensins (EXTs). Class-III peroxidases (PRXs) are secreted into the apoplastic space and are thought to trigger either cell wall loosening, mediated by oxygen radical species, or polymerization of cell wall components, including the Tyr-mediated assembly of EXT networks (EXT-PRXs). The precise role of these EXT-PRXs is unknown. Using genetic, biochemical, and modeling approaches, we identified and characterized three root hair-specific putative EXT-PRXs, PRX01, PRX44, and PRX73. The triple mutant prx01,44,73 and the PRX44 and PRX73 overexpressors had opposite phenotypes with respect to root hair growth, peroxidase activity and ROS production with a clear impact on cell wall thickness. Modeling and docking calculations suggested that these three putative EXT-PRXs may interact with non-O-glycosylated sections of EXT peptides that reduce the Tyr-to-Tyr intra-chain distances in EXT aggregates and thereby may enhance Tyr crosslinking. These results suggest that these three putative EXT-PRXs control cell wall properties during the polar expansion of root hair cells.
Fil: Marzol, Eliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina
Fil: Borassi, Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina
Fil: Ranocha, Philippe. Instituto National de Recherches Agronomiques. Centre de Recherches de Toulouse; Francia
Fil: Aptekmann, Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Bringas, Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Pennington, Janice. University of Wisconsin; Estados Unidos
Fil: Paez Valencia, Julio. University of Wisconsin; Estados Unidos
Fil: Martinez Pacheco, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina
Fil: Rodriguez Garcia, Diana Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina
Fil: Rondon Guerrero, Yossmayer del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina
Fil: Carignani Sardoy, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina
Fil: Mangano, Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina
Fil: Fleming, Margaret. State University of Colorado - Fort Collins; Estados Unidos
Fil: Mishler Elmore, John W.. Ohio University; Estados Unidos
Fil: Blanco Herrera, Francisca. Universidad Andrés Bello and Millennium Institute for Integrative Biology (iBio). Facultad de Ciencias de la Vida. Centro de Biotecnología Vegeta; Chile
Fil: Bedinger, Patricia. State University of Colorado - Fort Collins; Estados Unidos
Fil: Dunand, Christophe. Instituto National de Recherches Agronomiques. Centre de Recherches de Toulouse; Francia
Fil: Capece, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Nadra, Alejandro Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Held, Michael. Ohio University; Estados Unidos
Fil: Otegui, Marisa S.. University of Wisconsin; Estados Unidos
Fil: Estevez, Jose Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Universidad Andrés Bello; Chile - Materia
-
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- acceso abierto
- Condiciones de uso
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- Institución
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Root hair cell walls contain polysaccharides and hydroxyproline-rich glycoproteins including extensins (EXTs). Class-III peroxidases (PRXs) are secreted into the apoplastic space and are thought to trigger either cell wall loosening, mediated by oxygen radical species, or polymerization of cell wall components, including the Tyr-mediated assembly of EXT networks (EXT-PRXs). The precise role of these EXT-PRXs is unknown. Using genetic, biochemical, and modeling approaches, we identified and characterized three root hair-specific putative EXT-PRXs, PRX01, PRX44, and PRX73. The triple mutant prx01,44,73 and the PRX44 and PRX73 overexpressors had opposite phenotypes with respect to root hair growth, peroxidase activity and ROS production with a clear impact on cell wall thickness. 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Instituto National de Recherches Agronomiques. Centre de Recherches de Toulouse; FranciaFil: Aptekmann, Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Bringas, Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Pennington, Janice. University of Wisconsin; Estados UnidosFil: Paez Valencia, Julio. University of Wisconsin; Estados UnidosFil: Martinez Pacheco, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rodriguez Garcia, Diana Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rondon Guerrero, Yossmayer del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Carignani Sardoy, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Mangano, Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Fleming, Margaret. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Mishler Elmore, John W.. Ohio University; Estados UnidosFil: Blanco Herrera, Francisca. Universidad Andrés Bello and Millennium Institute for Integrative Biology (iBio). Facultad de Ciencias de la Vida. Centro de Biotecnología Vegeta; ChileFil: Bedinger, Patricia. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Dunand, Christophe. Instituto National de Recherches Agronomiques. Centre de Recherches de Toulouse; FranciaFil: Capece, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Nadra, Alejandro Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Held, Michael. Ohio University; Estados UnidosFil: Otegui, Marisa S.. University of Wisconsin; Estados UnidosFil: Estevez, Jose Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. 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Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina Fil: Ranocha, Philippe. Instituto National de Recherches Agronomiques. Centre de Recherches de Toulouse; Francia Fil: Aptekmann, Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina Fil: Bringas, Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina Fil: Pennington, Janice. University of Wisconsin; Estados Unidos Fil: Paez Valencia, Julio. University of Wisconsin; Estados Unidos Fil: Martinez Pacheco, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina Fil: Rodriguez Garcia, Diana Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina Fil: Rondon Guerrero, Yossmayer del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina Fil: Carignani Sardoy, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina Fil: Mangano, Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina Fil: Fleming, Margaret. State University of Colorado - Fort Collins; Estados Unidos Fil: Mishler Elmore, John W.. Ohio University; Estados Unidos Fil: Blanco Herrera, Francisca. Universidad Andrés Bello and Millennium Institute for Integrative Biology (iBio). Facultad de Ciencias de la Vida. Centro de Biotecnología Vegeta; Chile Fil: Bedinger, Patricia. State University of Colorado - Fort Collins; Estados Unidos Fil: Dunand, Christophe. Instituto National de Recherches Agronomiques. Centre de Recherches de Toulouse; Francia Fil: Capece, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina Fil: Nadra, Alejandro Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina Fil: Held, Michael. Ohio University; Estados Unidos Fil: Otegui, Marisa S.. University of Wisconsin; Estados Unidos Fil: Estevez, Jose Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Universidad Andrés Bello; Chile |
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Root hair cells are important sensors of soil conditions. Expanding several hundred times their original size, root hairs grow towards and absorb water-soluble nutrients. This rapid growth is oscillatory and is mediated by continuous remodelling of the cell wall. Root hair cell walls contain polysaccharides and hydroxyproline-rich glycoproteins including extensins (EXTs). Class-III peroxidases (PRXs) are secreted into the apoplastic space and are thought to trigger either cell wall loosening, mediated by oxygen radical species, or polymerization of cell wall components, including the Tyr-mediated assembly of EXT networks (EXT-PRXs). The precise role of these EXT-PRXs is unknown. Using genetic, biochemical, and modeling approaches, we identified and characterized three root hair-specific putative EXT-PRXs, PRX01, PRX44, and PRX73. The triple mutant prx01,44,73 and the PRX44 and PRX73 overexpressors had opposite phenotypes with respect to root hair growth, peroxidase activity and ROS production with a clear impact on cell wall thickness. Modeling and docking calculations suggested that these three putative EXT-PRXs may interact with non-O-glycosylated sections of EXT peptides that reduce the Tyr-to-Tyr intra-chain distances in EXT aggregates and thereby may enhance Tyr crosslinking. These results suggest that these three putative EXT-PRXs control cell wall properties during the polar expansion of root hair cells. |
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