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河南大學(xué)青年教師一作Nature:首次闡述水楊酸與其受體NPR蛋白結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

來源:河南大學(xué)      2020-08-20
導(dǎo)讀:近日,國際頂級期刊Nature雜志(影響因子43.07)在線發(fā)表了題為Structural basis of salicylic acid perception by Arabidopsis NPR proteins的研究論文,首次闡述了水楊酸與其受體NPR蛋白結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),為進(jìn)一步了解NPR受體蛋白在水楊酸 (salicylic acid, SA)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用機(jī)制以及高抗病性植物培育提供了新的思路。河南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/省部共建作物逆境適應(yīng)與改良國家重點(diǎn)實(shí)驗室青年教師王偉博士、杜克大學(xué)的博士后John Withers和華盛頓大學(xué)的李恒為該論文共同第一作者,美國華盛頓大學(xué)鄭寧和杜克大學(xué)董欣年為共同通訊作者,河南大學(xué)為第二單位。


河南大學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室非常重視學(xué)術(shù)梯隊建設(shè)和國際科研合作,通過實(shí)施一系列青年人才培養(yǎng)計劃,提升優(yōu)秀青年學(xué)者在團(tuán)隊建設(shè)和國際合作中的引領(lǐng)作用。依托“作物逆境生物學(xué)創(chuàng)新引智基地”(高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計劃,簡稱“111計劃”)拓展國際合作空間,與英國亞伯大學(xué)等多所國外知名高校簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,舉辦河南大學(xué)國際逆境生物學(xué)青年學(xué)者論壇等,加大對青年人才的發(fā)現(xiàn)、培養(yǎng)和支持力度,堅持將青年英才送出去,促進(jìn)青年優(yōu)秀人才的快速成長,先后選送10余位優(yōu)秀青年教師到美國普渡大學(xué)、華盛頓大學(xué)等國外著名高校進(jìn)行合作交流,儲備了一批優(yōu)秀的青年科技人才,為實(shí)驗室的發(fā)展奠定了堅實(shí)的人才基礎(chǔ)。

王偉博士主要從事植物逆境相關(guān)蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究。先后在河南大學(xué)植物逆境生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室攻讀并獲得碩士研究生和博士研究生學(xué)位,2011-2014年作為聯(lián)合培養(yǎng)博士生在清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室做聯(lián)合課題研究。2017年,在學(xué)科帶頭人的支持、鼓勵與安排下,為了實(shí)驗室研究方向的拓展和課題合作研究的需要,王偉博士赴美國華盛頓大學(xué)西雅圖分校鄭寧實(shí)驗室開展植物結(jié)構(gòu)生物學(xué)相關(guān)研究工作。先后在NATURE、JCB、CELL RESERARCH等雜志發(fā)表多篇研究論文。

植物激素中的水楊酸 (salicylic acid, SA) 在植物抗病及獲得性免疫過程中起有樞紐作用。盡管在植物抗病反應(yīng)中的關(guān)鍵基因NPR1 (NONEXPRESSOR OF PATHOGENESIS-RELATED GENES 1)早在90年代末就被鑒定出來,NPR家族的另外兩個成員NPR3和NPR4也在2012年被發(fā)現(xiàn)是SA受體,但對于NPR蛋白是如何感知SA并協(xié)調(diào)SA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制仍不清楚。在該研究中,研究人員巧妙地利用了胰蛋白酶酶解和氫氘交換質(zhì)譜(HDX-MS) 的方法找到了擬南芥NPR4中直接結(jié)合SA的結(jié)構(gòu)域 (SA binding core, SBC),并通過變復(fù)性的方法,成功獲得了分辨率為2.3?的NPR4-SBC與SA復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu),分析發(fā)現(xiàn)NPR1的SBC結(jié)構(gòu)域也能夠以類似方式結(jié)合SA,確認(rèn)了NPR1是SA的受體。該研究揭示了水楊酸與NPR受體結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和分子機(jī)理;同時,解決了NPR1作為SA受體的爭議。研究結(jié)果為進(jìn)一步了解SA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及調(diào)控機(jī)制奠定了基礎(chǔ),并為植物抗病基因工程設(shè)計提供了新的研究思路。

論文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2596-y


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