Characterization of the spermidine synthase‐related gene family in Arabidopsis thaliana

Abstract

The Arabidopsis genome contains four genes that encode proteins similar to both spermidine synthase and spermine synthase of other organisms. Our previous study revealed that one of these genes, designated ACAULIS5 (ACL5), encodes spermine synthase and that its null mutation results in a severe defect in the elongation of stem internodes. Here we report the characterization of the other three genes, designated SPDS1, SPDS2 and SPDS3. Our results showed that SPDS1 and SPDS2 possess spermidine synthase activity in yeast spermidine synthase-de¢cient mutants, but the enzyme activity of SPDS3 remained to be determined. RNA gel blot analysis revealed that all of these genes are expressed in all plant organs but show di¡erent responses to exogenous plant hormones, suggesting that they are involved in di¡erent aspects of growth by modulating the contents of polyamines in plant cells. ß

Bacterial and Plant Signal Integration via D3-Type Cyclins Enhances Symptom Development in the Arabidopsis-Rhodococcus fasciansInteraction

“…Indeed, expression of polyamine biosynthesis genes and polyamine levels are altered in response to treatment with cytokinins, auxins, abscisic acid, gibberellins, and jasmonates (Altman, 1989;Biondi et al, 2001;Hanzawa et al, 2002;Imai et al, 2004a;Urano et al, 2004;Muñ iz et al, 2008;Cui et al, 2010). The reverse is also true: whereas abscisic acid and cytokinin biosynthesis are induced by polyamines (Cuevas et al, 2009;Wang et al, 2009;Cui et al, 2010), ethylene and gibberellin production are down-regulated (Alcázar et al, 2005;Hu et al, 2006).…”

“…The reverse is also true: whereas abscisic acid and cytokinin biosynthesis are induced by polyamines (Cuevas et al, 2009;Wang et al, 2009;Cui et al, 2010), ethylene and gibberellin production are down-regulated (Alcázar et al, 2005;Hu et al, 2006). Accordingly, the interaction between different hormones might be mediated in part by polyamines that would function as secondary messengers (Walters and Shuttleton, 1985;Hanzawa et al, 2002). Nevertheless, despite the wealth of circumstantial evidence and mainly correlative data, the molecular basis of polyamine action and their interplay with the other plant hormones remains unclear.…”

Origen y función de las espermidina aminopropil transferasas en Arabidopsis thaliana.

“…Las aminopropil transferasas son las enzimas clave para la síntesis de espermidina, espermina y termoespermina, y todas ellas presentan una elevada similitud de secuencia (Hanzawa et al 2002;Panicot et al 2002) que comparten también con las PMTs (Teuber et al 2007), por lo que nos planteamos analizar la historia evolutiva de estas actividades enzimáticas y averiguar, en concreto, si su parecido se debe a convergencia evolutiva o si todas ellas tienen un origen común.…”

“…Por ejemplo, la espermina no ha sido detectada en ningún procariota hasta la fecha, pero otra tetraamina, la termoespermina, que en los eucariotas sólo se encuentra en Plantas, sí ha sido identificada en algunos procariotas (Hamana et al 2001;Hamana et al 1991;Knott et al 2007). Las aminopropil transferasas son las enzimas clave para la síntesis de espermidina, espermina y termoespermina, y todas ellas presentan una elevada similitud de secuencia (Hanzawa et al 2002;Panicot et al 2002) que comparten también con las PMTs (Teuber et al 2007), por lo que nos planteamos analizar la historia evolutiva de estas actividades enzimáticas y averiguar, en concreto, si su parecido se debe a convergencia evolutiva o si todas ellas tienen un origen común. …”

Bases moleculares de la síntesis de termoespermina y sus implicaciones en el desarrollo vascular de Arabidopsis thaliana

“…Este alto grado de similitud en la secuencia de las proteínas se extiende también a las espermidina sintasas y, de hecho, el gen SPM1 fue considerado en un primer momento como una espermidina sintasa en A. thaliana y denominado como SPD3 (Hanzawa et al 2002).…”