作者:颜宁等 来源:JBC 发布时间:2012-2-29 14:36:10
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科学家发现脱落酸信号转导新机制
 
2007年不满30岁的普林斯顿大学博士颜宁,受聘清华大学医学院教授,成为清华最年轻的教授、博士生导师。在回国的几年间,颜宁教授研究组主要聚焦于膜蛋白,胆固醇代谢调控通路相关因子的结构生物学研究,发表了多篇重要的论文。近期颜宁教授研究组发表了题为“Molecular mechanism for the inhibition of a critical component in the Arabidopsis thaliana abscisic acid signal transduction pathways, SnRK2.6, by the protein phosphatase ABI1”的文章,报道了拟南芥ABA信号通路中的一种关键调控因子——SnRK2.6的激酶位点结晶结构,并从中发现了一种ABA信号转导新机制,这将加深我们对于ABA下游信号通路的理解。相关成果公布在《生物化学期刊》(The Journal of Biological Chemistry)上。
 
脱落酸(Abscisic Acid),简称ABA,是植物体内最重要的植物激素分子之一,它具有控制、气孔关闭、影响种子发芽等重要的生理功能,对于保护植物对抗逆境具有至关重要的作用。ABA受体的研究近年来获得了广泛关注。
 
2009年4月,Science杂志同期发表了两个研究组的独立成果,他们发现了同一家族蛋白PYR/PYL/RCAR(PYLs)是ABA的潜在受体。半年之后,包括清华大学颜宁教授领导的科研小组在内的来自中国、美国、日本、欧洲的五个研究组几乎同时报道了有关ABA受体的结构生物学研究,证实了PYL家族蛋白是ABA的直接受体,并揭示了ABA调控PYL蛋白抑制下游PP2C的分子机制。这一系列对于ABA受体发现并鉴定的工作入选2009年Science评选的该年度“科学十大进展”。
 
在这些研究的基础上,研究组成员又深入分析了ABA信号通路的下游调控元件,蔗糖非酵解型蛋白激酶(sucrose non-fermenting1-related protein kinase,SnRK)是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr类蛋白激酶,也是ABA信号转导通路的中一种关键正调控因子。这种激酶能通过多种途径激活,比如ABA,渗透胁迫,或者磷酸化胁迫相关转录因子,以及离子通道,这些将保护植物免于脱水,或者高盐化。
 
研究证明无胁迫情况下,SnRK2(SnRK2.6/2.3/2.2)能通过组件A PP2Cs调控,但是其中的机理目前还并不清楚。在这篇文章中,研究人员报道了SnRK2.6的酶活性位点晶体结构(2.6 angstrom),通过结构导向的生化分析,研究人员发现在SnRK2.6和ABI1之间存在两个不同的连接处。这两个连接处将SnRK2.6和ABI1锁在一个方向上,从而SnRK2.6的活性环对着ABI1脱磷酸催化位点。
 
这些研究数据说明了SnRK2.6的新作用机制,这对于解析ABA下游信号通路具有重要意义。
 
除此之外,颜宁研究组在2012年还最新发表了一篇Science文章,报道了转录激活因子样效应蛋白(TALE)特异识别DNA的分子机理,这提供了TALE蛋白的改造基础,极大地拓宽了TALE蛋白在生物技术应用上的前景。(来源:生物通 张迪)
 
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