植物所2017年度十大科研进展——揭示植物细胞核信号成分被蛋白酶降解的结构基础
2018/2/2 8:40:21 中国科学院植物研究所

     植物的生长发育过程同时受到了外界环境信号和内源激素信号的调控。其中，细胞分裂素信号和光信号的交互作用调节对于维持和协调叶绿体的发育及功能状态至关重要，需要开展相关研究。

     张立新研究组通过对拟南芥细胞核HtrA蛋白酶Deg9的功能研究发现，Deg9蛋白酶通过直接参与对ARR4蛋白的降解，调控细胞分裂素信号和光信号途径之间的交互作用。进一步研究显示，Deg9是一个新颖的八聚体结构，由2个不同构象的四聚体组成。

     基于结构以及生化分析结果，研究组提出Deg9识别与降解ARR4的一个机制模型：八聚体中一个四聚体蛋白酶的激活是由另一个四聚体蛋白酶打开门控开关而完成介导的。

    

     上图 Deg9八聚体结构，蛋白酶、PDZ1与PDZ2分别用绿色，紫色、蓝色标识：(a) Deg9二聚体单位结构；(b) 四聚体A的俯视图；(c) 四聚体B的俯视图；(d) Deg9八聚体的侧面结构图

     下图 Deg9的降解机制模型

     Deg9是在细胞核中首次发现的非泛素蛋白酶降解体系，其结构拓宽了人们对蛋白酶结构功能的认识，为进一步理解细胞核的信号成分是如何被植物蛋白酶降解提供了结构基础，同时也加深了对植物信号传导调控机理的理解，在植物激素和环境信号之间建立了一种新的分子关联。

     相关成果见于：PNAS, 2016, 113: 10708-10713; Nat. Plants, 2017, 3: 973-982

    

    

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