NPR1复合物组装及其电镜结构解析

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植物在生长过程中会面临病原物入侵,因此植物进化出多种防御机制应对外界胁迫。拟南芥NPR1(Nonexpressor of pathogenesis-related genes 1)被认为是水杨酸(SA)的受体,当受到外界侵袭时产生植物防御激素SA,局部组织会积累并激活SA信号转导,建立广谱抵抗植物胁迫的防御机制——植物系统获得性抗性(SAR)。NPR1能感受胞内氧化还原的变化,NPR1与NIMIN(NIM interacting)相互作用并抑制其免疫应答,NPR1通过激活负调控因子NIMIN抑制SA信号,以维持免疫稳态。因此,对NPR1-NIMIN蛋白结构和相关功能的研究将有助于阐明SA信号转导过程中和NPR蛋白之间的复杂分子机制,为解决植物抗病育种问题提供新的启示。本文选择拟南芥NPR1为实验对象,利用原核(大肠杆菌)系统成功表达NPR1全长蛋白、截短蛋白以及NPR1与NIMIN复合物蛋白,推测NPR1是四聚体形式存在,但无法获得全长晶体。利用二级结构预测分析和酶切质谱实验,进行NPR1截短构建;成功筛选良好结晶△NPR1(42-432)和△NPR1(42-438)。随后,为了获得NPR1全长蛋白结构,利用NIMIN进行复合物组装,稳定NPR1结构。通过构建不同载体组装复合物,获得纯度高、状态均一的复合物样品。最终,利用冷冻电镜解析其结构,实际得到“2+2”复合物结构。本文为NPR1蛋白三维结构以及作用机制的研究提供了参考。
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