Быстрое накопление фосфатидной кислоты в ответ на низкую температуру у Arabidopsis обусловлено активностью диацилглицеролкиназы

Фосфатидная кислота (PtdOH) рассматривается как важный сигнальный липид, участвующий в ответе растений на абиотический стресс. Влияние холодового стресса изучали с использованием проростков и дисков листьев Arabidopsis thaliana, меченных 32P. Было установлено, что низкие, не вызывающие замерзания температуры приводят к очень быстрому повышению уровня 32P-PtdOH, достигающему пикового значения через 2 и 5 мин соответственно. В принципе, PtdOH может образовываться тремя путями: (1) в ходе синтеза фосфолипидов de novo — посредством ацилирования лизо-PtdOH; (2) при гидролизе структурных фосфолипидов фосфолипазой D; (3) при фосфорилировании диацилглицерола (DAG) диацилглицеролкиназой (DGK). Дифференциальное мечение 32P и анализ трансфосфатидилирования фосфолипазой D показали, что быстрое повышение уровня 32P-PtdOH преимущественно обусловлено активностью DGK. Одновременное снижение уровня 32P-PtdInsP, соответствовавшее повышению 32P-PtdOH по времени, температурной зависимости и выраженности, указывало на то, что DAG в этой реакции образуется под действием фосфолипаза C, гидролизующей PtdInsP. Анализ доступных T-ДНК-вставочных линий по семи генам DGK не выявил существенных изменений ответа 32P-PtdOH, что указывает на функциональную избыточность этих генов. Аналогичным образом изучали известные мутанты холодового стресса, чтобы определить, находится ли ответ PtdOH ниже по каскаду соответствующих генных продуктов. У мутантов hos1, los1 и fry1 ответ PtdOH был нормальным. У мутанта ice1, мутанта snow1 и линии Super-ICE1 со сверхэкспрессией выявили небольшие изменения, однако они не были специфичны для холода и, вероятно, объяснялись плейотропными эффектами. Представлена предварительная модель, иллюстрирующая прямое влияние холода на метаболизм фосфолипидов.