陕西
通过感知和应答细胞外信号，植物细胞膜上的受体激酶可以帮助植物适应多变的生存环境，特别是识别病原体并抵御其感染。拟南芥FLS2是受体激酶的重要成员，它通过识别鞭毛多肽flg22激活植物免疫反应，增强植物对病原细菌的防御能力。在此过程中，SERK家族蛋白BAK1（SERK3）作为共受体协助FLS2完成信号分子的识别与免疫信号的传导。不同于模式植物拟南芥，水稻FLS2的共受体还不清楚，完整的信号通路有待解析。
近日，广西大学明振华团队和金健团队合作在Plant Communications发表了题为Structural and biochemical basis of FLS2-mediated signal activation and transduction in rice的研究论文，解析了水稻FLS2信号激活与转导的关键过程，并提出了水稻FLS2通路的顺序激活模型。
为了研究水稻FLS2的激活机制，研究者解析了其胞内激酶区的晶体结构。FLS2虽然处于激活构象，但激酶活性却非常低。研究人员推测SERK家族成员可能负责磷酸化激活FLS2，于是表达纯化了水稻中所有的SERK家族蛋白，发现只有SERK2可以有效磷酸化FLS2。他们进一步纯化了FLS2通路下游可能的底物RLCK176和RLCK185，发现只有SERK2可以与FLS2形成激酶复合体，高效磷酸化RLCK176/185。Co-IP、Pull-down和BiFC等实验发现FLS2在体内可以与SERK2互作，而且flg22会显著增强两者的亲和力，说明SERK2是水稻FLS2感知鞭毛多肽信号真正的共受体。此外，遗传突变体实验很好地支持了RLCK176和RLCK185参与FLS2通路的推论。
研究人员发现SERK2可以直接磷酸化RLCK176/185，但是效率很低。FLS2不能直接磷酸化两个下游激酶，但是可以有效地促进SERK2对RLCK176/185的磷酸化。值得一提的是，FLS2的促进作用依赖于其激酶活性。基于这些结果，研究人员提出了水稻FLS2通路的顺序激活模型：细菌鞭毛多肽flg22诱导受体FLS2与共受体SERK2形成信号复合体，SERK2得以磷酸化激活FLS2。而FLS2又能磷酸化SERK2，导致SERK2的完全活化并促进SERK2对下游激酶RLCK176和RLCK185的快速磷酸化。研究人员通过质谱实验，确定了SERK2激活环上关键的自磷酸化位点以及FLS2介导的转磷酸化位点。综上，该研究阐明了水稻FLS2介导鞭毛蛋白多肽信号激活与信号转导的分子机制，拓宽了我们对植物受体激酶信号通路的理解。
广西大学生命科学与技术学院明振华教授和金健教授为本文的共同通讯作者。博士研究生赵巧巧、鲍金林、硕士研究生李怀龙和实验师胡炜为共同第一作者。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100785
广西大学明振华实验室诚招博士和硕士研究生
明振华，博士，广西大学教授、博士生导师。山东大学学士，清华大学博士，加拿大UBC访问学者。主要从事信号分子生物学合成与信号感知的结构与生化机理研究，方向是植物病原体致病与植物免疫。以第一或通讯作者在Nature（2016）、Nucleic Acids Research（2021）、Cell Research（2014）、Plant Communications（2023，2024）、Journal of Molecular Biology（2022）等期刊发表研究论文十余篇，主持国家自然科学基金、广西杰青基金、国家重点实验室青年人才专项等多个研究项目。Nature Chemical Biology、Nature Communications、CommunicationsBiology等期刊审稿专家，中国生物物理学会会员，广西生化与分子学会理事。
招生要求：1.具有生化、分子、遗传背景的同学优先，同时欢迎物理、化学和数学专业的同学报考。2.英语通过CET6或达到同等水平。3.勤奋刻苦，有浓厚的生物学兴趣，善于独立思考。
邮箱：zhming@gxu.edu.cn
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
