生物通报道：来自中国农业大学，南开大学等处的研究人员发表了题为“Complex Structures of the Abscisic Acid Receptor PYL3/RCAR13 Reveal a Unique Regulatory Mechanism”的文章，提出了关于脱落酸ABA受体不同于以往研究的分子机制，指出PYLs家族能分出三个不同的种类，其中一种（PYL3为代表）具有不同的调控机制。相关成果公布在Structure杂志上。

文章的通讯作者是中国农业大学陈忠周教授，陈忠周教授曾利用X-射线方法，解析了jmjd2a结构，这是世界上第一个具有活性中心的组蛋白去甲基化酶(Histone demethylase)家族的结构。

脱落酸（Abscisic Acid），简称ABA，是植物体内最重要的植物激素分子之一，它具有控制、气孔关闭、影响种子发芽等重要的生理功能，对于保护植物对抗逆境具有至关重要的作用。ABA受体的研究近年来获得了广泛关注。

2009年4月,Science杂志同期发表了两个研究组的独立成果，发现了同一家族蛋白PYR/PYL/RCAR（PYLs）是ABA的潜在受体。半年之后，包括清华大学颜宁教授领导的科研小组在内的来自中国、美国、日本、欧洲的五个研究组几乎同时报道了有关ABA受体的结构生物学研究，证实了PYL家族蛋白是ABA的直接受体，并揭示了ABA调控PYL蛋白抑制下游PP2C的分子机制。这一系列对于ABA受体发现并鉴定的工作入选2009年Science评选的该年度“科学十大进展”。

那么对于其它PYLs，这一ABA信号通路机制是否也适用呢？

在这篇文章中，为了回答这个问题，研究人员解析了PYL3与(+)-ABA，生长抑制剂pyrabactin，以及HAB1复合物的结构，从中惊讶的发现，晶体结构中出现的反式二聚体中间体（trans-homodimer intermediate，生物通译）在溶液中也存在。

ABA结合PYL3能极大的促进单体PYL3的形成，后者能过量提高抑制PP2Cs的效应，研究人员又通过结构导向的生化实验，发现Ser195是其中的关键因子。有趣的是，生长抑制剂pyrabactin结合PYL3的方式是一种不同的非生成模式，这为设计ABA受体拮抗剂和激动剂提出了新思路。

研究人员认为根据配体结合PYLs的不同构象，PYLs家族能分出三个不同的种类，其中这种反式二聚体形式，以PYL3为代表，揭示了一种不同的调控机制。

ABA研究近年来确实已成为研究焦点，不少国内科学家在这一领域也获得了重要成果，比如清华大学的颜宁教授，她的研究组今年还在JBC上发文，报道了拟南芥ABA信号通路中的一种关键调控因子：SnRK2.6的激酶位点结晶结构，并从中发现了一种ABA信号转导新机制，这将加深我们对于ABA下游信号通路的理解。

（生物通：张迪）

原文摘要：

Complex Structures of the Abscisic Acid Receptor PYL3/RCAR13 Reveal a Unique Regulatory Mechanism

Abscisic acid (ABA) controls many physiological processes and mediates adaptive responses to abiotic stresses. The ABA signaling mechanisms for abscisic acid receptors PYR/PYL/RCAR (PYLs) were reported. However, it remains unclear whether the molecular mechanisms are suitable for other PYLs. Here, complex structures of PYL3 with (+)-ABA, pyrabactin and HAB1 are reported. An unexpected trans-homodimer intermediate observed in the crystal is confirmed in solution. ABA-bound PYL3 greatly promotes the generation of monomeric PYL3, which can excessively increase the efficiency of inhibiting PP2Cs. Structure-guided biochemical experiments show that Ser195 accounts for the key intermediate. Interestingly, pyrabactin binds to PYL3 in a distinct nonproductive mode with gate closure, which sheds light on the design of agonists and antagonists for abscisic acid receptors. According to different conformations of ligand-bound PYLs, the PYLs family can be divided into three subclasses, among which the trans-dimeric subclass, represented by PYL3, reveals a distinct regulatory mechanism.

作者简介：

陈忠周，男，1974年生，教授，博士生导师。入选 2007年教育部 "新世纪优秀人才支持计划"。

研究方向：蛋白质表达、纯化和蛋白质晶体学和功能分析以及药物设计.
对组蛋白去甲基化酶,植物激素受体等其它有重要生物学意义的蛋白结构和功能感兴趣,希望能够和国内外同行紧密合作。

1992-1997 清华大学化学系物理化学及仪器分析专业理学学士
1994-1997 清华大学经济管理学院企业管理专业理学学士
1997-2002 清华大学生命科学院化学生物学专业 理学博士
2002-2007 美国国立犹太人医学研究中心免疫系
2007-目前 中国农业大学生物学院(全职)
 

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