透蜜光学美白祛斑-生命学院柴继杰课题组协作在《自然》发文提示全新的植物肽类激素被受体辨认的分子机制

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1409-7

 FER-RALF23-LLG2的结构形式图

拟南芥受体激酶Feronia (FER) 是另外一类植物受体激酶CrRLK1L亚家族的成员。CrRLK1L亚家族的成员胞外具有两个特征性的与配体辨认相关的串联Malectin结构域。动物Malectin是定位于内质网膜上的蛋白,可特异性辨认糖类分子,与蛋白的糖基化修饰有关。植物Malectin结构域同样被报道可辨认细胞壁相关多糖——果胶(pectin)。自FER被发现以来,分别有三篇《科学》(Science)文章报道了其在生殖(Escobar-Restrepo JM et al, Science 2007)、生长(Haruta M et al, Science 2014)、免疫(Stegmann M et al, Science 2017)三大植物生理过程中的重要作用。快速碱性化因子(Rapid alkalinization factor, RALF)是一类植物重要的肽类激素,其被以为是受体激酶CrRLK1L亚家族的配体。如RALF1/23被FER辨认,淮安做人流哪里好-,RALF4/19由ANX1/2, BUPS1/2辨认(Ge et al, Science, 2017; Mecchia MA et al, Science, 2017)等。拟南芥Lorelei (LRE)及LLG1/2/3家族是一类胞外膜锚定蛋白,有研究标明其是FER信号通路的重要参与者(Capron et al., Plant Cell, 2008; Li et al., elife, 2015)。

有别于过去研究发现的受体激酶基于同型二聚或多聚来辨认配体的传统形式,本项研究提示的受体激酶与膜锚定蛋白形成异型复合物辨认配体的形式,为植物受体激酶以及膜锚定蛋白的结构功用研究提供了全新的范例。本项研究也纠正了植物Malectin也会辨认多糖的认识,证明了动植物Malectin结构域在分别进化后,已取得了截然不同的配体辨认功用。

在本项研究中,柴继杰团队运用结构生物学办法解析了apo-FER, apo-ANX1, apo-ANX2, apo-LLG1和RALF23-LLG2-FER复合物五个晶体结构,分离体内功用遗传实验与体外多种生化伎俩,初次展示了植物肽类激素快速碱性化因子RALF被受体激酶-膜锚定蛋白这一异型受体复合物辨认的分子机制。拟南芥体内约有250个GPI蛋白,大部分研究标明GPI蛋白作为相关膜蛋白的分子伴侣,起到协助膜蛋白在细胞膜系统上运输的作用,目前尚未有植物GPI蛋白直接辨认配体的报道。而本项究标明,GPI蛋白LLG1/2/3可作为受体在膜上直接辨认配体RALF,并在配体RALF的诱导下形成新的作用面以分离受体激酶FER,使FER-LLG这一异型受体复合物共同完成对配体RALF的辨认。

本研究是柴继杰教授团队在植物受体激酶研究范畴的又一突破性研究成果,该项研究成果得到了审稿人及《自然》期刊编辑和国际同行的高度评价: “ 这项新的工作极大地推动了范畴的展开,他们证明了一个细胞壁相关的GPI膜锚定蛋白LLG与受体激酶一道作为一类植物肽类激素的受体。这是一个全新的受体配体分离范式,将在相关蛋白的研究范畴产生严重的影响。” (This new manuscript proves it is a co-receptor and helps tremendously in moving the field ahead, especially since the involvement of a cell wall protein that is GPI anchored, LLG, with a plant peptide hormone and its receptor kinase, is a brand new paradigm that may have many important ramifications.)

供稿:生命学院

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生命学院柴继杰课题组协作在《自然》发文提示全新的植物肽类激素被受体辨认的分子机制

清华新闻网7月12日电 7月10日,清华大学生命学院柴继杰课题组与塞恩思伯里实验中心(The Sainsbury Laboratory) 和苏黎世大学(the University of Zürich)的Cyril Zipfel课题组协作在国际顶级期刊《自然》(Nature)发表题为“异型受体复合物辨认RALF多肽的分子机制”(Mechanisms of RALF peptide perception by a heterotypic receptor complex)的研究论文。该研究通过解析2.77埃RALF23-LLG2-FER复合物晶体结构并分离体内功用与体外生化实验,阐明了植物肽类激素快速碱性化因子(Rapid ALkalinization Factor, RALF)被CrRLK1L型受体激酶与膜锚定糖基磷脂酰肌醇(Glycosylphosphatidylinisotol, GPI)蛋白异型辨认的分子机制,这种新颖的辨认形式为相关蛋白家族的功用研究提供了全新范式。

拟南芥基因组编码600余个受体激酶样(Receptor like kinase, RLK)基因,它们通过辨认包括自身的激素信号、小肽信号及外源病原相关分子形式(PAMP)等不同的配体,介导植物细胞膜内外信号的交流。依据受体激酶胞外结构域的组成,这些RLK可分为约15个亚家族。在过去十年间,柴继杰教授研究组集中研究了其中3个亚家族的结构与功用(LRR-RLK、LysM-RLK、G-type Letin-RLK),总结提出了植物受体激酶的同源或异源二聚化活化模型,相关文章均发表在国际顶尖期刊, 晋宁征地惨案-,取得了国内外相关专家的高度认可。柴继杰教授团队也因“植物油菜素内酯等受体激酶的结构及功用研究”荣获2017年度国度自然科学二等奖。

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