《脫落酸受體信號通路的結構生物學研究》是依託清華大學，由顏寧擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：脫落酸受體信號通路的結構生物學研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：顏寧
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
脫落酸ABA是最為重要的植物激素之一，在植物的生長發育和應激反應的各方面起關鍵作用。ABA信號傳導通路上最重要的成員是脫落酸受體。2009年，包括我們實驗室在內的數個研究組發現和確認了PYL家族蛋白為ABA的受體。PYL蛋白在結合ABA之後，會與下游的PP2C結合併抑制其蛋白磷酸酶的活性，使PP2C不能抑制下游激酶SnRK2的活性。SnRK2被激活後，會磷酸化下游的轉錄因子，從而激活受ABA調控的基因。儘管PYL受ABA調控抑制PP2C的機理已經基本闡明，然而這一條通路的分子機理尚不明了。此外，迄今所有的研究都是在在擬南芥中進行，尚沒有對於經濟作物中這條通路的探索報導。因此，我們計畫在已經完成的PYL及下游蛋白PP2C蛋白磷酸酶的生化和結構分析的基礎上，針對上述問題，利用結構生物學、生物化學的手段，與合成化學、植物學的專家合作，進一步探索ABA信號通路調控的分子機理。
結題摘要
脫落酸（Abscisic Acid），簡稱ABA，是植物體內最重要的植物激素分子之一，它具有控制氣孔開關、抑制種子發芽等重要的生理功能，對於保護植物對抗乾旱等逆境具有至關重要的作用。ABA受體的研究近年來獲得了廣泛關注。2009年4月，Science雜誌同期發表了兩個研究組的獨立成果，他們發現了同一家族蛋白PYR/PYL/RCAR（PYLs）是ABA的潛在受體。半年之後，包括我們課題組在內的來自中國、美國、日本、歐洲的五個研究組幾乎同時報導了有關ABA受體的結構生物學研究，證實了PYL家族蛋白是ABA的直接受體，並揭示了ABA調控PYL蛋白抑制下游PP2C的分子機制。這一系列對於ABA受體發現並鑑定的工作入選2009年Science評選的該年度“科學十大進展”。 在此工作的基礎上，我們對ABA信號通路中的重要蛋白及其相關受體進行了系統的結構生物學和生物化學研究，在世界上率先鑑定出一類以PYL10和PYL13為代表的不依賴於ABA即可對下游PP2C進行抑制的PYL亞家族，揭示了它們獨立於ABA行使功能的分子機理；此外我們還第一次在PP2C的蛋白中發現了鋅指結構，為研究PP2C的進化與分類提供了線索；我們還獲得了SnRK2.6激酶結構域的晶體結構，並結合大量生物化學分析闡述了ABI1對SnRK2.6的抑制機制。這一系列成果獲得了國際同行的一致認同，相關成果發表於Mol Cell、Cell Research和JBC等學術期刊上。 而在研究工作的進行過程中，我們進一步拓展了與植物學家朱健康教授的合作，對植物致病菌Xanthomonas通過III型分泌系統注入到宿主細胞內的一種蛋白質——轉錄因子樣效應蛋白（TALE）特異識別DNA的分子機理，以及在植物中大量存在的特異識別單鏈RNA的PPR蛋白進行了系統的結構生物學和生物化學研究，成果分別發表於Science、Nature、Cell Reports、Cell Research等期刊，為深入理解這些蛋白並進一步利用它們奠定了重要的分子基礎。
