(节选)
北京生命科学研究所柴继杰研究员在《2008科学发展报告》上撰写了“细菌效应蛋白AvrPto激活植物免疫的结构基础”一文,简单介绍了柴继杰博士实验室的最新成果,该成果发表于2007年9月13日的《自然》(Nature)上。
植物被病原微生物侵染时,会产生抵抗能力,其中包含与抵抗发病有关的蛋白质,Pto就是番茄中的抗性蛋白,AvrPto是丁香假单胞杆菌中发病相关的效应蛋白。AvrPto在易感宿主内,能通过抑制PAMP引发的免疫信号通路的早期步骤,MAPK3的上游,发挥其毒性功能。AvrPto进入含有Pto和Prf的抗性植物体内,被植物体内的抗病蛋白精确识别,而激活植物的抗病反应,表现为超敏反应,产生局部的细胞凋亡,从而限制病原菌的进一步传播。AvrPto在两种不同的宿主,会产生完全不同的功能。
为解释AvrPto与Pto相互作用引发疾病抗性的机制,柴继杰实验室运用蛋白质晶体学、生物化学和遗传学的方法,研究了番茄中的抗病蛋白Pto与丁香假单胞杆菌中的致病蛋白AvrPto的复合物,获得了AvrPto-Pto的晶体结构。基于该结构和相关实验结果,提出了AvrPto通过解除Pto对防御响应的抑制引发疾病抗性的机制,提示了Pto进化来模拟AvrPto的毒性目标。
这一研究从分子水平上揭示了细菌致病蛋白AvrPto激活植物免疫系统的结构基础,对深入探讨植物如何识别病原菌的致病蛋白、启动防御反应、限制病原菌繁殖的复杂抗病机制以及设计小分子的植物抗病的药物、病原菌与宿主的协同进化的认识有重要意义。(摘自中国科学院“科学发展报告”课题组撰写的《2008科学发展报告》)
|