【Nature】重大突破！董欣年/周沛组合作解析了SA受体NPR1的结构，揭示了植物免疫反应调控新机制
水杨酸SA是植物的防御激素，对于植物免疫至关重要。NPR1 在SA控制植物对广谱病原体的反应中起核心作用，并在植物免疫和潜在的农业应用中很重要。然而 NPR1 的分子结构仍不清楚，阻碍了对其调控和功能的机制了解。2022年5月12日，Nature杂志发表了来自美国杜克大学Pei Zhou和董欣年课题组合作题为"Structural basis of NPR1 in activating plant immunity"的研究论文，该研究通过低温冷冻电镜等方法成功解析了NPR1及其与转录因子 TGA3 的复合物的结构，解决了该领域一个重要的问题。
值得注意的是，2020年8月12日，Nature杂志在线发表了来自美国杜克大学董欣年课题组和美国华盛顿大学郑宁课题组合作题为“Structural basis of salicylic acid perception by Arabidopsis NPR proteins”的研究论文。 该研究通过结构生物学揭示了植物水杨酸受体NPR蛋白对水杨酸感知的分子机制。【Nature】重磅！董欣年/郑宁组揭示水杨酸受体识别SA的分子机制
该研究使用昆虫细胞表达和纯化了拟南芥全长NPR1，发现NPR1主要是以同源二聚体形式存在。通过低温电子显微镜解析得到3.8 Å 的分辨率的NPR1二聚体结构，其整体形状类似于一只滑翔的鸟，具体为二聚体的中心是核心 BTB 结构域，它由一个三链 β-折叠 (B1-B3) 和两侧是五个螺旋 (A1-A5)组成。另外，NPR1的BTB 结构域在 N 末端包含一个额外的二聚化螺旋结构。C 末端到 BTB 结构域，NPR1 包含一个独特的四个螺旋，成为BHB结构域。 此外，BHB 之后是四个锚蛋白重复序列（ANK）和一个无序的水杨酸-结合域(SBD) （见下图）。最后，晶体结构分析揭示了 BTB 中独特的锌指基序，用于与锚蛋白重复序列相互作用并介导 NPR1 寡聚化。
NPR1 和 NPR1-SA 的结构分析
此外，该研究还解析了TGA32-NPR12 –TGA32复合物的结构，并结合DNA 结合测定和遗传数据表明二聚体 NPR1 通过桥接两个与脂肪酸结合的 TGA3 二聚体形成复合体来激活转录。NPR1-TGA 复合物的逐步组装表明可能与其他转录因子形成异质寡聚复合物，揭示了 NPR1 如何重新编程防御转录组。
综上所述，该研究的结构解释了二十多年 NPR1 研究的数据。SBD 和 TGA转录因子之间缺乏直接相互作用表明，SBD-ANK 对接构象可以实现翻译后修饰，促进未知转录调节因子的募集。TGA32-NPR12 –TGA32的结构解析复合物及其组装中间体提高了 NPR1 重新编程防御转录组以响应广泛的生物和非生物胁迫的可能性，这不仅通过 TGA 同源二聚体的参与，而且还通过复合物中的异源转录激活因子、抑制因子和脂质代谢物的参与。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04699-w
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