PYL家族蛋白依據(jù)結(jié)構(gòu)和功能研究新發(fā)現(xiàn)

脫落酸簡稱ABA，是植物體內(nèi)重要的植物激素分子之一，它具有控制、氣孔關(guān)閉、影響種子發(fā)芽等重要的生理功能，對于保護(hù)植物對抗逆境具有關(guān)重要的作用。ABA受體的研究近年來獲得了廣泛關(guān)注。關(guān)于它的研究也不斷的有新的發(fā)現(xiàn)和收獲。

PYL蛋白家族在擬南芥中共有14個序列比較保守的成員。近期有研究組又通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)和系統(tǒng)的生物化學(xué)分析鑒定出一類不依賴于ABA即可對下游PP2C進(jìn)行抑制的PYL亞家族，并且揭示了它們獨(dú)立于ABA行使功能的分子機(jī)理。這一發(fā)現(xiàn)提供了對PYL家族蛋白依據(jù)結(jié)構(gòu)和功能的重新分類。ABA非依賴性PYL蛋白亞家族的發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步理解ABA的信號傳導(dǎo)以及植物抗逆性的調(diào)控提供了重要線索。

該研究小組對可以體外重組獲得的PYL家族的10個成員進(jìn)行了系統(tǒng)的生物化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)不同PYL蛋白抑制下游4個不同PP2C具有顯著的特異性，從而為理解PYL家族的冗余性提供了重要的分子基礎(chǔ)。更為重要的是，她們發(fā)現(xiàn)這些蛋白在信號通路中的作用機(jī)制并不相同。其中一類蛋白（以PYL10為代表的PYL4-10）在沒有ABA的情況下就可以比較有效地抑制下游PP2C的去磷酸化酶的活性，而另外一類（PYR1和PYL1-3）則嚴(yán)格依賴于ABA行使功能。

進(jìn)一步的分子機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，ABA非依賴性PYL在溶液中以monomer（單體）形式存在；而依賴性蛋白則以dimer（二聚體）形式存在。研究小組還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)單體是ABA非依賴性的必要非充分條件，若要使PYL具有ABA非依賴性，該蛋白門控區(qū)（CL2 switch loop）的附近還必須有比較大的疏水氨基酸以吸引CL2閉合。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步驗證了該研究組在2010年針對PYL識別ABA及其類似小分子的結(jié)構(gòu)機(jī)理而提出的化學(xué)原則。