人物經歷
工作經歷
2012.12至今 中國農業大學 教授
2010.6–2012.12 中國農業大學 副教授
2006.9- 2010.8 英國MRC-NIMR CDF
2002.7- 2010.3 中科院生物物理所 助研,副研
2000.7- 2002.7 中科院生物物理所 博士後
教育經歷
1989.9-1993.7 河北農業大學 本科
1993.9-1996.7 中國農業科學院研究生院 碩士
1996.9-2000.7 中國農業大學 博士
教學工作
本科生課程:
分子生物學實驗;
研究生課程:
基於靶標的綠色農藥設計
研究方向
種植抗病品種是作物病害防治最為經濟有效的措施。抗病基因的發掘和改造是進行抗病育種的基石。化學防治是病害防治最後一道防線,開發綠色環境友好的新型高效農藥是農業安全生產的迫切需要。以水稻與稻瘟病菌為模式體系,基於結構生物學手段開展植物與病原物相互作用結構機制的研究以指導抗病基因改良和綠色農藥設計。
1.植物NLR類型免疫受體基於結構的人工設計和抗病分子育種
植物存在與動物相似的定位於胞質的NLR類型免疫受體。植物的NLR類型免疫受體識別效應蛋白,解除效應蛋白對基礎免疫反應的抑制和重新激活免疫反應。編碼NLR類型免疫受體的基因是植物的主要抗性資源。研究胞內免疫受體識別病原物效應蛋白的分子機制不僅有助於我們理解動植物免疫機理提供重要線索,而且為抗病分子育種提供新的材料和思路。
解析水稻免疫受體重金屬結合區域(HMA)及其與效應蛋白複合物的結構,闡明受體識別效應蛋白的結構機制(PNAS 2018,Acta F 2015,2018),為基於結構來設計新型識別更多種類效應蛋白的免疫受體奠定基礎。
解析稻瘟病菌效應蛋白AvrPib的結構,分析其結構特徵及其與植物受體識別的關鍵區域,闡明了效應蛋白躲避免疫受體識別的新機制(Plant J. 2018)。
2.基於農藥靶標的綠色農藥篩選和設計
病原物在生長發育和致病過程中需要多種關鍵蛋白質的參與和調節。其中的部分蛋白質在植物,動物,和人體等非目標生物中不存在,是理想的新型農藥的潛在靶標。解析這些靶標蛋白的結構和篩選特異性抑制劑及探究其調控過程的結構機制,不僅具有重要的理論意義,而且為基於結構設計和開發環境友好的高效殺菌劑提供堅實的基礎。
解析稻瘟病菌的幾丁質合成酶,6-磷酸海藻糖合成酶等潛在靶標蛋白的結構,分析其底物結合機制及底物結合位點,為以結構為基礎的特異性化合物的設計提供思路。
篩選靶標蛋白的抑制劑,為綠色農藥的研發提供前期基礎。
3.轉錄因子在植物抗病和病原物致病中發揮作用的結構機制
轉錄因子能夠與順式作用元件(cis-acting element)發生特異性相互作用,從而對下游靶基因的表達起抑制或增強的作用。植物及其病原物中轉錄因子數量眾多,在植物抗病以及病原物致病中發揮重要作用,其結合DNA序列的偏好性與其功能密切相關。其中WRKY轉錄因子是植物種重要的一類轉錄因子,在植物抗病過程中發揮重要的調節作用,闡釋其識別DNA特異性的結構機理有利於從分子水平闡明水稻的抗病機制;同時,對稻瘟菌中轉錄因子調控致病的結構機制的研究將為深入分析稻瘟病菌以及其他病原真菌植病機理積累重要的素材,進而對稻瘟病等的防治具有指導意義。
解析了水稻WRKY45 DNA結合結構域與DNA複合物的結構,精確分析了WRKY識別W-box的分子機制尤其是水分子介導的氫鍵在識別中關鍵作用,建立了金屬離子介導WRKY轉錄因子二體形成以結合DNA的新模式(NAR2019)。
解析稻瘟病菌PCG2DNA結合結構域與核酸複合物的結構,分析其結構特徵及其與核酸相互作用關鍵殘基,驗證了PCG2與核酸分子結合的模式(NAR2015)。
學術成果
科研項目
主持或參加國家自然科學基金、科技部、教育部等項目。
國家自然科學基金面上項目,31772112 ,稻瘟病菌MoTps1的底物結合機制及其特異性抑制劑的篩選2018.01-2021.12。
國家自然科學基金面上項目,31571990 ,水稻抗病蛋白Pia RATX1結構域與稻瘟病菌效應因子相互作用的結構基礎2016.01-2019.12。
國家自然科學基金面上項目,31171800,稻瘟病菌轉錄因子MoPCG2p的晶體結構解析2012.01-2015.12。
重點研發計畫“化學肥料和農藥減施增效綜合技術研發”專項的,2017YFD0200500,農業生物藥物分子靶標發現與綠色藥物分子設計2017.7-2020.12。
973項目, 2012CB114000,主要糧食作物重大病害控制的基礎研究,2012/01-2016/ 12。
新世紀人才2012年,已結題,主持。
代表論著
在植物或動物與病原相互作用結構機制方面取得了一些突破性的成果,在PNAS,NAR和Nature等國際著名學術期刊發表論文20多篇。
代表論文
1.Structural basis of dimerization and dual W-box DNA recognition by rice WRKY domain.Cheng X, Zhao Y, Jiang Q, Yang J, Zhao W, Taylor IA, Peng YL, Wang D,Liu J.,Nucleic Acids Research, 2019-2-20(online). doi: 10.1093nargkz113.
2. Specific recognition of two MAX effectors by integrated HMA domains in plant immune receptors involves distinct binding surfaces Guo L, Cesari S, de Guillen K, Chalvon V, Mammri L, Ma M, Meusnier I, Bonnot F, Padilla A, Peng YL,Liu J, Kroj T.Proc Natl Acad Sci U S A2018,115(45),11637-11642. doi:10.1073pnas.1810705115
3. A positive-charged patch and stabilized hydrophobic core are essential for avirulence function of AvrPib in the rice blast fungus. Zhang X, He D, Zhao Y, Cheng X, Zhao W, Taylor IA, Yang J,Liu J, Peng YL.Plant J.2018, 96(1):133-146. doi: 10.1111tpj.14023..
4. Crystallization of the rice immune receptor RGA5A_S with the rice blast fungus effector AVR1-CO39 prepared via mixture and tandem strategies. Guo L, Zhang Y, Ma M, Liu Q, Zhang Y, Peng YL,Liu J*Acta Crystallogr F Struct Biol Commun2018,74:262-267 doi: 10.1107S2053230X18003618
5. Structure based function-annotation of hypothetical protein MGG_01005 from Magnaporthe oryzae reveals it is the dynein light chain orthologue of dynlt13. Li, G.Huang,J.Yang, J. He, D. Wang, C. Qi, X. Taylor, IA.Liu, J.Peng, Y L.Sci Rep.2018, 8:3952. doi: 10.1038s41598-018-21667-5.
6. Structures of complexes formed by H5 influenza hemagglutinin with a potent broadly neutralizing human monoclonal antibody. Xiong X, Corti D,Liu J, Pinna D, Foglierini M, Calder LJ, Martin SR, Lin YP, Walker PA, Collins PJ, Monne I, Suguitan AL Jr, Santos C, Temperton NJ, Subbarao K, Lanzavecchia A, Gamblin SJ, Skehel JJ*.Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Jul 28;112(30):9430-5. doi: 10.1073pnas.1510816112.
7. Structural basis of DNA recognition by PCG2 reveals a novel DNA binding mode for winged helix-turn-helix domains.Liu J, Huang J, Zhao Y, Liu H, Wang D, Yang J, Zhao W, Taylor IA, Peng YL*.Nucleic Acids Res. 2015 Jan;43(2):1231-40. doi: 10.1093nargku1351.
8. Receptor binding by a ferret-transmissible H5 avian influenza virus. Xiong X, Coombs PJ, Martin SR,Liu J, Xiao H, McCauley JW, Locher K, Walker PA, Collins PJ, Kawaoka Y, Skehel JJ, Gamblin SJ*.Nature. 2013 May 16;497(7449):392-6. doi: 10.1038nature12144.
9. Structures of receptor complexes formed by hemagglutinins from the Asian Influenza pandemic of 1957.Liu J, Stevens DJ, Haire LF, Walker PA, Coombs PJ, Russell RJ, Gamblin SJ, Skehel JJ*.Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Oct 6;106(40):17175-80. doi: 10.1073pnas.0906849106.
10. Crystal structures of oseltamivir-resistant influenza virus neuraminidase mutants. Collins PJ, Haire LF, Lin YP,Liu J, Russell RJ, Walker PA, Skehel JJ, Martin SR, Hay AJ, Gamblin SJ*.Nature. 2008 Jun 26;453(7199):1258-61. doi: 10.1038nature06956.