清華教學(xué)連發(fā)Science，Cell Res文章解析新作用機(jī)理 - 清華大學(xué)

2014-06-27 16:37 來源：http://m.sustainablelifeonearth.com/ 閱讀：次

　　在2011年,清華大學(xué)集團(tuán)管控，柴繼杰研究團(tuán)隊(duì)解析了BL與BRI1受體復(fù)合物結(jié)構(gòu)，解釋了BRI1識(shí)別BL的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，相關(guān)成果發(fā)表在2011年nature雜志上。該研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)由大批辛勞的盡力，近期又解析了結(jié)合共受體BAK1的BRI1LRR-BL-BAK1LRR三元復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)，揭示了這一重要植物激素BL和共受體BAK1發(fā)揮作用的具體機(jī)理，明白了受體活化的分子水平機(jī)制。

　　研究人員指出，聯(lián)合這些研究成果，當(dāng)初可以在原子程度上觀測這一幫助受體BAK1施展多樣功能的結(jié)構(gòu)基本。

起源：生物通 2013-10-24

　　共受體BAK1最令人感興致的特點(diǎn)在于，遺傳學(xué)及生化實(shí)驗(yàn)表明它參加激活多種植物L(fēng)RR受體激酶（例如BRI1、FLS2，EFR和PEPR1/2等），這些激酶結(jié)合極其不同的配體，觸發(fā)不同的反應(yīng)。植物不同信號(hào)受體應(yīng)用一個(gè)獨(dú)特的輔助受體蛋白，可以實(shí)現(xiàn)不同信號(hào)通路之間的互相溝通和和諧。

　　正如本來結(jié)構(gòu)所揣測的一樣，激素BL的結(jié)合在BRI1胞外區(qū)所發(fā)生的新的平面為共受體的結(jié)合位點(diǎn)，共受體BAK1的N末端帽子與激素2、3位羥基及溶液裸露面相互作用，使本來在BRI1結(jié)合BL復(fù)合物中不闡明作用的激素2、3位羥基的重要性到達(dá)了闡明。復(fù)合物結(jié)構(gòu)也對(duì)一些重要的遺傳漸變結(jié)果給出了公道的說明。

　　清華大學(xué)生科院的柴繼杰教學(xué)近年來重要關(guān)注并研究在生物學(xué)及藥學(xué)利用中的主要大分子結(jié)構(gòu)與功效，通過蛋白晶體衍射的方式及一些生物、生化方面的手腕論述這些生物分子在結(jié)構(gòu)和功能上的接洽，并獲得了一系列凸起結(jié)果。近期其研究組接連發(fā)表文章，破解植物作用新機(jī)理。

　　此外這一研討組還在Science雜志上發(fā)表了FLS2LRR-flg22-BAK1LRR三元復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。首次報(bào)道了動(dòng)物模式辨認(rèn)受體FLS2及共受體BAK1與細(xì)菌模式分子鞭毛蛋白守舊基序flg22三元復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)，并通過構(gòu)造剖析跟體內(nèi)外生化試驗(yàn)揭示了該復(fù)合物活化的分子機(jī)制。

　　另外通過研究，研究人員發(fā)明BRI1-BAK1形成異源二聚體不僅須要BL，而且還受到溶液PH值的影響：酸性前提促進(jìn)結(jié)合，而堿性條件克制結(jié)合。植物生長素促生長的一個(gè)重要起因就是增進(jìn)細(xì)胞外酸化-酸生長實(shí)踐，而植物感想病原菌后即時(shí)效應(yīng)之一就是使細(xì)胞外快捷堿化-生長抑制。這一實(shí)驗(yàn)成果可能提示BRI1在這兩種景象中表演著整合的角色。

　　研究職員說明了FLS2胞外區(qū)通過其螺線狀凹面的持續(xù)B片層來識(shí)別flg22；結(jié)構(gòu)也提醒共受體BAK1僅僅通過N端帽子接觸flg22表位的C末端，并且共受體BAK1與FLS2造成普遍的直接彼此作用，提示其可能先構(gòu)成預(yù)復(fù)合物，以利于對(duì)病原菌的侵入做出疾速反映。

　　通過與周儉民研究員研究組和Cyril Zipfel傳授研究組配合，這一研究組從體外生化和植物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了flg22激活FLS2的機(jī)理：當(dāng)植物宿主細(xì)胞感觸到細(xì)菌鞭毛蛋白時(shí)，細(xì)菌鞭毛蛋白通過引誘植物細(xì)胞膜上的FLS2和BAK1形成異源二聚化來實(shí)現(xiàn)配體感應(yīng)并激活下游防守反響信號(hào)通路。復(fù)合物結(jié)構(gòu)也對(duì)能夠作為很多植物受體共受體的SERK家族功能有了更深的懂得。

清華教授連發(fā)Science，Cell Res文章解析新作用機(jī)理

　　油菜素內(nèi)酯是一種重要的自然植物激素。像動(dòng)物的雄性激素一樣，它能充足激發(fā)植物內(nèi)在潛能，促進(jìn)作物生長和增添作物產(chǎn)量，進(jìn)步作物的抗病、抗鹽和抗凍才能，使作物的抗逆性加強(qiáng)，減輕除草劑對(duì)作物的藥害。BL發(fā)揮活性主要是通過與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合來發(fā)揮功能（與動(dòng)物甾類激素在細(xì)胞漿和細(xì)胞核中發(fā)揮作用完整不同）。

　　跟著寰球人口的一直增加、城市化導(dǎo)致的耕地減少及氣象的轉(zhuǎn)變，單位耕種面積上取得盡可能高效的食糧出產(chǎn)顯得越來越重要。相干的結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)新的可以調(diào)節(jié)植物成長的小分子供給了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。