TOPLESS(TPL)和TOPLESS-related蛋白(TPL/TPR)是一类保守的植物转录辅抑制因子家族蛋白,它们与酵母中Tup1,昆虫的Groucho,以及哺乳动物TLE(transducin-like enhancer of split)等转录辅抑制因子同源。在植物中,TPL/TPR转录辅抑制因子通过与乙烯反应因子相关的反应抑制基序(EAR基序)相互作用而调节植物体广泛的生理活动,包括发育,应激反应以及信号通路调节等一系列生理生化过程。一直以来,人们对转录辅抑制因子TPL/TPR与EAR基序相互作用机制非常感兴趣,但是这种相互作用的机制一直没有得到阐述。本研究确定了TPL家族辅抑制因子保守N末端,即TOPLESS结构域(TPD),能够与EAR基序相互作用。为了了解TPD结构域与EAR基序相互作用机制,我们解析了水稻Apo TPR2 TPD(OsTPR2 TPD)以及该蛋白与拟南芥茉莉酮酯酸信号通路(JAZ)中接头蛋白NINAJ蛋白多肽(NINJA多肽),植物生长激素反应因子(Auxin)1AA1、IAA10蛋白多肽(IAA1,IAA10多肽)复合物的晶体结构。这三种多肽包含标准Lx Lx L类型EAR基序,是抑制因子蛋白与辅抑制因子TPL/TPR蛋白相互作用关键蛋白基序。生理活性状态下,OsTPR2 TPD蛋白是四聚体。TPD单体是由九个α螺旋组成,TPD单体分子通过螺旋间相互作用形成两个界面,界面2由螺旋α6、α7、α8构成,以一种新的折叠方式形成二聚体;界面1由蛋白N末端和C末端构成,N端有锌指结构,界面1介导二聚体二聚化组成TPD类似拉伸圆盘四聚体生理活性结构。这三种Lx LxL类型EAR基序与OsTPR2 TPD结合模式相同,以疏水键为主要相互作用结合TPD单体CTLH口袋(α5、α6、α7、α8组成)。序列分析和基于结构突变分析揭示了这种EAR基序结合模式非常保守,可能是EAR基序结合辅抑制因子一般结合模式。该复合物结构解析为LxLx L类型EAR基序抑制因子和辅抑制因子相互作用提供了一个通用机制。D53蛋白是独角金内酯信号通路中转录抑制因子,D53蛋白与转录辅抑制因子TPL/TPR相互作用,并且这种相互作用在植物发育和激素的信号传导中发挥重要的作用。D53属于新发现蛋白,对其研究处于初级阶段。氨基酸序列分析预测D53蛋白有三个可能的Lx Lx L类型EAR基序,而通过实验验证只有第二个EAR基序与TPL/TPR TPD蛋白相互作用,其他两个EAR基序与TPL/TPR TPD蛋白无相互作用,我们把能与TPL/TPR TPD蛋白相互作用D53蛋白EAR基序命名为D53多肽。D53多肽也是一种Lx Lx L类型EAR基序,我们解析了OsTPR2TPD蛋白和D53多肽复合物晶体结构。通过结构分析,D53多肽EAR基序结合四聚体OsTPR2 TPD每个单体疏水性口袋,与JAZ和Auxin信号通路中NINJA、IAA1、IAA10多肽EAR基序有相同的结合模式;但是D53多肽与OsTPR2 TPD复合物结构显示,D53多肽与TPD还有新的相互作用位点。新作用位点在靠近OsTPR2 TPD蛋白的锌指结构附近,即OsTPR2 TPD蛋白LisH基序(α1、α2、α9组成),D53多肽两个结合位点介导OsTPR2 TPD蛋白四聚体之间的相互作用。通过大量结构分析和突变分析证实了D53多肽EAR基序与OsTPR2 TPD有两个不同的结合位点,两个作用位点的生理学意义是介导了OsTPR2 TPD蛋白的四聚体的寡聚化。此外,我们还证实了OsTPR2 TPD蛋白能与核小体存在相互作用,相互作用的位点是核小体组蛋白H3和H4的尾部多肽。D53多肽能促进OsTPR2 TPD蛋白的寡聚,而OsTPR2 TPD蛋白寡聚能够稳定与核小体之间的相互作用。D53多肽EAR基序与OsTPR2 TPD蛋白复合物晶体结构的解析,为我们提供了辅抑制因子TPL/TPR与抑制因子新的结合模式,即通过介导OsTPR2TPD蛋白之间的寡聚化来稳定OsTPR2 TPD蛋白与核小体相互作用,重构染色质。D53蛋白有可能在介导TPL/TPR染色质重构以及基因沉默方面发挥重要的作用。D53蛋白这一功能的发现加深了我们对基因调节方面的理解。