《植物先天免疫受體的結構生物學研究》是依託清華大學，由王繼縱擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：植物先天免疫受體的結構生物學研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：王繼縱
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物體有兩套先天免疫系統：由病原相關分子模式（PAMPs或者MAMPs）促發的免疫反應(PTI)和由效應蛋白（effectors）促發的免疫反應（ETI）。PTI是從位於細胞膜上的受體樣蛋白或者受體樣激酶起始的，這些受體統稱為模式識別受體（PRRs）。植物體負責識別effectors、引發ETI免疫反應的蛋白被稱為R蛋白。目前對於植物免疫系第一條防線的結構研究已獲得很多進展，而對於植物免疫第二道防線，其主要執行者R蛋白及相關複合物的結構還沒有解析。本研究擬利用結構生物學的方法，主要是結合X射線晶體學和冷凍電鏡三維重構技術，嘗試解析第一個植物R蛋白自抑制狀態下的三維結構，揭示R蛋白自抑制的分子機理；之後利用生物化學和遺傳學方法，嘗試探索植物R蛋白識別effectors之後的激活方式，這對於領域內會是最重大的突破之一；最後我們會進一步解析R蛋白激活狀態下的結構，詳細揭示R蛋白激活的分子機制。
結題摘要
植物R蛋白是植物免疫系統的重要組成部分，其介導的ETI免疫反應是最強烈、最重要的抵禦病原菌入侵的免疫反應。植物R蛋白的自我抑制機制和病原菌誘導的激活機制是R蛋白工作機制的兩個最主要方面。在青年科學基金的資助下，我們對植物R蛋白的典型研究案例擬南芥ZAR1免疫受體複合物進行了全面而深入的研究，取得了非常顯著的成果。我利用結構生物學的方法，主要是冷凍電鏡三維重構技術，成功解析第一個植物NLR免疫受體複合物ZAR1-RKS1的自抑制狀態（autoihibition）下的三維結構，揭示植物NLR免疫受體自抑制的分子機理；之後利用生物化學的方法，成功探索植物NLR免疫受體複合物ZAR1-RKS1識別effectors修飾底物PBL2UMP之後的激活（activation）方式，這對於領域內是最重大的突破之一；最後我進一步解析該植物NLR免疫受體複合物激活狀態下的結構，並將植物抗病蛋白的激活複合體首次命名為“Resistosome”，詳細揭示植物NLR免疫受體激活的分子機制之一。該系統性的研究為植物免疫的主要承擔者NLR型免疫受體的工作機制研究提供重要參考和模板，同時也為通過遺傳育種培育高產、抗病的新品種提供理論基礎。
