Q.6
ICAR AIEEA PG Plant Biotechnology 09 July 2023 (Shift 1) Paper (Q.19)
MCQ (Single Correct) +4 −1

Which of the following regions of Nitrate reductase (NR) enzyme is extremely important for the 14-3-3 protein-mediated posttranslational regulation of its activity?

नाइट्रेट रिडक्टेस (NR) एंजाइम का

निम्नलिखित में से कौन सा क्षेत्र 14-3-3 प्रोटीन द्वारा मध्यस्थता वाले पश्च-अनुवादकीय नियमन (Post-translational regulation) के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है?

  • Higher plant Nitrate Reductase (NR) is a modular homodimer where each subunit consists of three functional domains connected by two flexible linkers (hinges): $\text{MoCo domain} - \mathbf{Hinge\,1} - \text{Heme domain} - \mathbf{Hinge\,2} - \text{FAD domain}$.
  • In darkness (or under stress), a calcium-dependent protein kinase phosphorylates a specific conserved serine residue (Ser543 in spinach, Ser534 in Arabidopsis) situated precisely in the Hinge 1 (H1) region connecting the MoCo and Heme domains.
  • Phosphorylated Ser in Hinge 1 creates a high-affinity binding motif for regulatory 14-3-3 proteins in the presence of divalent cations ($\text{Mg}^{2+}$). Binding of the 14-3-3 dimer sterically locks Hinge 1, blocking interdomain electron transfer between the heme and MoCo centers, thereby shutting off NR activity.
  • Thus, the Hinge 1 (H1) region is the critical site for 14-3-3 protein-mediated regulation (Option 1).
  • उच्च पादपों में नाइट्रेट रिडक्टेस (NR) एंजाइम में तीन मुख्य उत्प्रेरक डोमेन दो लचीले 'हिंज' (Hinge) क्षेत्रों द्वारा जुड़े होते हैं: $\text{MoCo} - \mathbf{हिंज\,1} - \text{हीम} - \mathbf{हिंज\,2} - \text{FAD}$।
  • अंधकार अथवा प्रतिकूल परिस्थितियों में एक प्रोटीन काइनेज MoCo तथा हीम डोमेन के बीच स्थित हिंज 1 (Hinge 1) क्षेत्र के एक विशिष्ट सेरीन अवशेष (जैसे पालक में Ser543) का फॉस्फोरिलीकरण कर देता है।
  • यह फॉस्फोरिलीकृत सेरीन $\text{Mg}^{2+}$ आयनों की उपस्थिति में नियामक 14-3-3 प्रोटीनों के जुड़ने हेतु विशिष्ट स्थल बनाता है। 14-3-3 प्रोटीन के जुड़ते ही हीम से MoCo की ओर इलेक्ट्रॉन प्रवाह रुक जाता है और एंजाइम निष्क्रिय हो जाता है।
  • अतः 14-3-3 प्रोटीन नियमन के लिए उत्तरदायी क्षेत्र 'हिंज 1 (H1) क्षेत्र' (विकल्प 1) है।
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