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效应因子AVR-Pia与其受体结合结构域复合物的结构解析

郭力维;彭友良;刘俊峰

  植物病害严重影响其产量和品质,为抵御病原物入侵,植物R蛋白作为免疫识别受体,通过NB-LRRs直接或间接相互作用来识别病原物效应因子,引发过敏性坏死反应提高寄主抗性。水稻与稻瘟病菌是研究植物与病原物互作的模式系统之一,二者相互作用符合 基因对基因 假说。目前,已克隆水稻抗病基因23个和稻瘟病菌无毒基因9个。因此,研究稻瘟病菌效应因子与其水稻受体的相互作用机理具有理论和实践意义。在已经确定的水稻R蛋白中,RGA5-A作为Pia(RGA4/RGA5-A)的一个重要组分,通过其C末端LRR区域下游的RATX1结构域与AVR-Pia直接相互作用,但其结合机制尚未明确。本研究利用原核表达系统将RGA5-A_S(RATX1)和AVR-Pia进行重组表达,通过筛选不同的重组表达载体和菌株组合,借助层析技术纯化重组表达蛋白,已建立了简单、有效的目标蛋白纯化流程。在酵母双杂实验体内验证二者相互识别的同时,利用凝胶排阻层析和等温量热滴定等技术体外验证重组表达的RGA5-A__S(RATX1)和AVR-Pia存在直接的相互作用,二者间结合的解离常数约为1.52μmol/L。采用座滴气相扩散法进行复合物结晶条件的筛选,以期利用结构生物学等手段解析水稻抗病蛋白Pia RATX1结构域识别效应因子的结构基础,这将为深入分析植物抗病基因识别病原物的分子机理和水稻抗病基因的改良等方面奠定基础。……