植物肽激素受体激活的新机制

王继纵^1# 李红菊^2# 韩志富¹ 张贺桥¹ 王童² 林光忠¹ 常俊标³ 杨维才^2* 柴继杰^1*

¹清华大学–北京大学生命科学联合中心, 清华大学生命科学学院, 结构生物学中心,教育部蛋白质科学重点实验室, 北京 100084; ²中国科学院遗传与发育生物学研究所,分子发育生物学国家重点实验室, 北京 100101; ³郑州大学化学与分子工程学学院,

摘要 : 植物磺化肽类激素(phytosulfokine, PSK)是植物肽类激素的典型代表, 它是有两个酪氨酸磺酸化修饰的直链五肽, 在植物体的生长和发育过程中有广泛而重要的调控作用。PSK发挥作用需要被细胞膜上的受体激酶PSKR(phytosulfokine receptor)识别来进行信号转导。但目前该肽激素的信号识别和其受体激活的分子机制还不清楚。该实验室通过解析PSKR胞外结构域没有结合PSK和结合PSK以及结合PSK和共受体这三种状态的晶体学结构, 直观而全面地揭示了激素识别和受体激活的分子机制。PSK通过形成反向β片层与PSKR岛区中的β片层互作而结合, PSK的两个磺酸化基团直接参与同PSKR的结合。通过遗传和生化等实验的验证, 发现PSK可以介导PSKR和体细胞胚胎发育受体激酶(somatic embrogenesis receptor like kinases, SERKs)的结合。进一步通过解析PSK-PSKR-SERK的受体激活复合物的晶体学结构发现, PSK没有同SERK结合, 而是通过诱导PSKR岛区的构象变化来别构介导PSKR与SERK结合, 这一机制区别于经典的“分子胶”模式。该研究揭示了PSK识别的分子机制和受体PSKR的激活新机制。