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在大多数生物中,蓝光受体隐花色素在蓝光的介导下能控制多种基因的表达,从而控制植物光相关生长发育。但隐花色素信号传导的分子机制仍不清楚,有研究推测,在蓝光下隐花色素能够通过抑制E3泛素连接酶CONSTITUTIVEPHOTOMORPHOGENIC1(COP1)的功能来调节基因的表达,但是植物隐花色素调节COP1功能的机制仍旧未知。本研究证明了拟南芥隐花色素1(CRY1)或隐花色素2(CRY2)能够蓝光依赖的与COP1互作蛋白SUPPRESSOR OFPHYTOCHROME A1(SPA1)相互作用,并通过SPA1调控COP1-SPA1蛋白复合体的活性。CRY2蛋白与SPA1蛋白的相互作用研究:通过生物信息学分析CRY2蛋白与SPA1蛋白的结构域,发现CRY2蛋白有两个主要的结构域,N端的类光裂解酶结构域(PHR)和C端的隐花色素C结构域(CCR)。PHR结构域在进化上非常保守,并且为隐花色素2的发色团绑定结构域,而CCR结构域是隐花色素的功能结构域。SPA1蛋白是主要由三个结构域构成:N端的类激酶结构域、中间的螺旋结构域与C端的WD重复结构域。通过酵母双杂交以及免疫共沉淀等实验证明了CRY2蛋白的PHR结构域能与SPA1的类激酶结构域蓝光依赖的相互作用,并且这两个结构域是CRY2蛋白与SPA1蛋白相互作用的必要结构域,在实验中并发现CRY2蛋白与SPA1蛋白之间的相互作用能影响CRY2的功能。由于CRY2蛋白能与SPA1蛋白蓝光依赖的相互作用,故而SPA1蛋白能通过介导CRY2蛋白来调节植物开花,并发现SPA1蛋白与COP1蛋白相互作用能激活COP1蛋白的活性, CRY2蛋白与COP蛋白相互作用却抑制了COP1蛋白的活性,推测蓝光可能影响CRY2蛋白、SPA1蛋白和COP1三个蛋白质的相互作用。通过分子遗传实验证明了SPA1蛋白在CRY2蛋白调控的蓝光信号传导途径中位于CRY2蛋白的下游,并通过CRY2蛋白来影响COP1蛋白降解CO蛋白。实验结果说明了CRY2蛋白与SPA1蛋白蓝光依赖的相互作用能促进CRY2蛋白与COP1蛋白的相互作用。CRY1蛋白与SPA1蛋白相互作用研究:为了解CRY1蛋白与SPA1蛋白的相互作用,同样首先分析了CRY1蛋白与SPA1蛋白互作的必要结构域。CRY1蛋白与CRY2蛋白结构类似,有两个主要的结构域:N端的内光裂解酶结构域(PHR)和C端的隐花色素C结构域(CCR)。CRY1蛋白的PHR结构域在进化过程中也是非常保守的。而CCR结构域是CRY1蛋白的重要的功能结构域。在研究中发现,与CRY2蛋白不同的是,CRY1蛋白的CCR结构域是CRY1蛋白与SPA1蛋白相互作用的必要结构域,而SPA1蛋白是通过WD-40结构域与CRY1蛋白相互作用。对CRY1蛋白与SPA1蛋白蓝光依赖的相互作用后如何调节植物的蓝光响应的进一步研究发现:在黑暗条件下SPA1蛋白与COP1蛋白间相互作用能够促进COP1蛋白的活力,在蓝光下CRY1蛋白能与SPA1蛋白蓝光依赖的相互作用,竞争了SPA1-COP1蛋白复合体中的SPA1蛋白,从而抑制了COP1在蓝光下的活性。表明了CRY1蛋白与SPA1蛋白的相互作用通过抑制SPA1蛋白与COP1蛋白相互作用而阻碍HY5蛋白被COP1蛋白泛素化,从而使HY5蛋白在蓝光下不被降解。本论文揭示了植物蓝光受体CRY1和CRY2在光下调节HY5蛋白或CO蛋白的降解,以调节植物生长发育的新调控机制。研究结果阐述了植物蓝光受体能够在蓝光下与COP1蛋白的相互作用或影响SPA1蛋白与COP1蛋白之间的相互作用的强度,在以前对植物蓝光受体的研究中并未发现光响应的互作机制,本研究证明了植物蓝光受体存在与其他蛋白光响应的相互作用而调节植物的生长发育。