马克斯·普朗克学会 从表面显示的RPP1电阻体的四聚体组装
四个RPP1单体标注显示不同颜色:ATR1显示为绿色；介导不对称RPP1全内反射二聚体形成的BB环用红色标记和显示
信用:柴 马克斯·普朗克植物育种研究所(MPIPZ)的研究人员对植物细胞内免疫受体的合作研究不仅显示了病原体感染期间重要的抗性蛋白是如何被激活的，还揭示了人类免疫蛋白的一些共同操作原理
尽管经过数百万年的进化，植物和动物已经独立地偶然发现了类似的先天免疫策略来保护自己免受微生物感染
在生命的两个领域中，被称为核苷酸结合/富含亮氨酸重复(NLR)蛋白质的免疫受体形成了细胞内抵御病原体攻击的重要防御层
NLRs是由几个模块组成的复杂设备，这些模块识别来自入侵微生物的分子，称为效应器，然后局部激活抗性和细胞死亡途径以限制感染
基于不同的结构和信号特征，植物非线形受体分为两大类:一类是含有卷曲螺旋模块(CNL蛋白)的非线形受体，另一类是含有Toll/白介素-1受体/抗性模块(TNL蛋白)的非线形受体
在最近的一项研究中，MPIPZ研究人员和洪堡大学教授吉杰·柴及其团队首次成功地将一系列分子事件拼凑在一起，这些分子事件将一种非活性的TNL型植物免疫受体转化为一种介导宿主细胞死亡的活性“抗性体”复合物
同样隶属于科隆大学的柴(音译)与研究小组组长简·帕克(Jane Parker)和菲律宾医学科学院植物研究所所长-勒费尔特(保罗·舒尔茨-勒费尔特)合作，确定了寄生霜霉病菌识别蛋白1 (RPP1) TNL型受体的结构和生化特征，该受体保护模式植物拟南芥免受卵菌病原体拟南芥透明孢菌(Hpa)的感染
为了在分子水平上理解RPP1如何保护植物免受Hpa感染，柴、舒尔茨-勒费尔特、帕克和同事在昆虫细胞中表达了RPP1和一种公认的Hpa效应蛋白ATR1，这是一种允许高水平蛋白质表达的系统。
ATR1激活的RPP1受体是一种分解烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的酶，对防御信号传导很重要。
通过分离RPP1-ATR1寡聚复合物并对其进行冷冻电镜观察，作者回答了NLR生物学中两个悬而未决的问题:直接效应子结合如何诱导NLR受体的构象激活，以及TNL受体寡聚体(在这种情况下是由四个紧密堆积的受体分子组成的四聚体)的组织如何在受体的一部分内产生独特的表面，这是切割NAD+以启动防御信号所必需的
具体来说，受体复合体一端ATR1诱导的RPP1的四聚化迫使相对端的四个全内反射模块形成两个不对称的全内反射对，这是NAD+分解的位点
因此，RPP1抗性体的功能是“全酶”，即NAD切割酶的活性形式
引人注目的是，加州大学伯克利分校的伊娃·诺加莱斯和布莱恩·斯塔斯卡维茨小组对另一种TNL型NLR烟草的研究结果也表明，TNL激活涉及直接效应子识别和采用类似的四聚体结构
Roq1识别的效应子由细菌病原体产生，激活的Roq1受体复合物提供对细菌感染的抗性
因此，MPIPZ研究人员的发现似乎与理解这些关键的植物免疫分子如何保护它们的宿主免受感染有着广泛的相关性
更一般地，活性RPP1和Roq1采用的寡聚构型类似于其它植物和哺乳动物NLR受体蛋白的诱导寡聚支架，包括先天免疫系统的人受体
这表明这些受体依赖于一个共同的结构原理来启动细胞内免疫信号和不同生命领域的细胞死亡
这项研究发表在《科学》杂志上
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