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PNAS︱加拿大多伦多大学研究者发现karrikins受体三个氨基酸的改变即可实现对独脚金内酯的感知

已有 1412 次阅读 2021-7-31 23:01 |系统分类:科研笔记

2021年7月27日，加拿大多伦多大学Shelley Lumba 团队及其合作者在PNAS杂志发表了题为Three mutations repurpose a plant karrikin receptor to a strigolactone receptor的研究论文，研究通过对KAI2 的蛋白质序列进行三个改变 [比如Var64 (Trp153Leu, Phe157Thr, and Gly190Thr)]，即可实现同时感知独脚金内酯和karrikins。这些结果有助于了解受体如何进化的，以感知不同的信号，并可以找到对抗独脚金的解决方案。

在非洲，像独脚金这样的寄生植物会造成农作物产量的巨大损失。独脚金成功的一个关键部分是在其生命周期开始时感知小分子物质：独脚金内酯，独脚金内酯是从寄主植物的根部渗出到土壤中。独脚金通过称为HTLs 的受体感知宿主所分泌的独脚金内酯。一般认为，HTLs 的进化起源于非寄生植物中一种叫做KAI2 的受体，它可以对不同的小分子作出响应，如karrikins。

揭示小分子激素受体进化的基础，对全面了解蛋白质结构是如何驱动功能的至关重要。在植物中，独脚金内酯的激素受体非常适合进化研究，因为其密切相关的同源物具有不同的配体偏好。更重要的是，由于简单的植物转基因系统，受体可以在体内交换并快速评估其功能。本研究发现，只需要三个突变即可将非独脚金内酯受体KAI2 转变为识别植物激素独脚金内酯的受体。这种经过修饰的受体仍然保留其感知KAI2 配体的天然功能。