根瘤菌和真菌共生对钙调素结合钙钙调素依赖性蛋白激酶在日本莲的要求不同

Ca(2+)/钙调素（CaM）依赖性蛋白激酶（CCaMK）是根瘤和丛生菌根共生的关键调节因子，被认为是解码微生物共生体诱导的Ca(2+)信号的解码器。然而，CCaMK如何被这些微生物激活仍不清楚。在这里，我们研究了共生信号中CCaMK的体内激活，主要集中在CCaMK功能结构域的重要性及其表皮效应关系上。在EF手基序的功能丧失突变表明第三个EF手在CCaMK激活中对促进内共生体感染至关重要。然而，激酶结构域的功能获得突变（T265D）弥补了EF手中的这些功能丧失突变。钙调素结合域的突变消除了钙调素结合，并抑制了根瘤菌感染中的CCaMK(T265D)活性，但对丛生菌根没有影响，这表明钙调素与CCaMK的结合要求在根瘤和丛生菌根共生中有所不同。同源建模和突变研究表明，包括Thr265在内的氢键网络在CCaMK的调控中发挥重要作用。基于这些遗传、生化和结构研究，我们提出一个CCaMK的激活机制，其中根瘤和丛生菌根共生通过钙调素结合对CCaMK的差异调节而区别开来。