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12bet备用网址:但其具体作用机制尚不清楚

时间:2022/8/5 17:26:25   作者:   来源:   阅读:20   评论:0
内容摘要:这些“搬运工”是如何工作的?8月2日,《自然》杂志发表了中国科学技术大学生命科学与医学系孙林峰教授团队在植物生长机制方面以“快速通道”的形式取得的重大进展,12bet备用网址,题为《拟南芥PIN1蛋白的识别与外溢》。生长素的结构研究。研究团队揭示了生长素“波特”成员PIN1蛋白的三个高分辨率结构,以及它的三个高分辨率结...

这些“搬运工”是如何工作的?8月2日,《自然》杂志发表了中国科学技术大学生命科学与医学系孙林峰教授团队在植物生长机制方面以“快速通道”的形式取得的重大进展,12bet备用网址,题为《拟南芥PIN1蛋白的识别与外溢》。生长素的结构研究。研究团队揭示了生长素“波特”成员PIN1蛋白的三个高分辨率结构,以及它的三个高分辨率结构与抑制剂NPA(也被称为草药抑制)和生长素IAA结合,并通过功能分析解释了PIN1“波特”。植物生长素的作用机制为了解植物生长素转运调控机制以及设计开发以PIN蛋白为靶点的农用除草剂和生长调节剂提供了重要依据。

作为最早被发现的植物激素,生长素几乎参与了植物生长发育的每一个调控过程,如胚胎发育、组织分化、向光性生长和重力生长。生长素的一个显著特征是细胞间的定向运输,即极性运输,其中PIN家族蛋白起着关键作用。某些PIN家族成员在细胞质膜上具有不对称分布的特征,他们的位置决定了生长素“运输”的方向。分析PIN蛋白的三维结构对我们了解生长素的“运输”过程有很大的帮助,这是生长素研究领域亟待解决的科学问题,也有助于我们设计PIN蛋白的小分子抑制剂,寻找更有效、更安全的农业除草剂或植物生长调节剂。NPA是之前在实验室中广泛使用的一种生长素极性转运抑制剂,也是最早在农业生产中作为除草剂使用的化学小分子。生化证据表明,NPA可以直接靶向PIN蛋白,但其具体作用机制尚不清楚。

拟南芥PIN1是最早被确定的PIN家族成员之一,该基因的突变会导致植物产生裸针状花序。在本研究中,孙林峰团队对PIN家族的经典成员PIN1进行了研究,建立了基于放射性同位素的新型功能检测系统,验证了PIN1蛋白的生长素“转运”活性和激酶的激活,即NPA抑制的过程。本实验系统利用的是哺乳动物HEK293F细胞,易于培养,易于表达蛋白,操作简便,为生长素运输的研究提供了一种新的方法。

为了解决PIN1蛋白构象不稳定、分子量小的问题,孙林峰团队与中国科学院分子与细胞科学卓越中心李建元团队合作,利用体外纳米体合成技术筛选了靶向PIN1蛋白的纳米体。利用冷冻电子显微镜单粒子重建技术,成功解析了PIN1与分辨率为3.0埃的纳米体结合的结构,首次揭示了经典PIN家族蛋白成员的三维结构。研究小组进一步分析了PIN1结合生长素IAA和抑制剂NPA的复杂结构,揭示了PIN1蛋白“装载”生长素和NPA“鸽子占窝”阻止生长素“运输”的全图。



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