【New phytologist】阿卜杜拉国王科大揭示植物MPK4的CD对接基序在植物免疫、生长发育中的重要作用

促分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）是一类高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族，普遍存在于真核生物中。MAPK信号通路包括促分裂原活化蛋白激酶激酶激酶(mitogen-actived protein kinase kinase kinase, MAPKKK或MEKK或MAP3K), 促分裂原活化蛋白激酶激酶(mitogen-actived protein kinase kinase, MAPKK或MEK或MEKK或MAP2K)和促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-actived protein kinase, MAPK 或MPK) 三组蛋白激酶。感知外界刺激后，MAPK信号通路通过级联磷酸化将上级信号传递至下游信号分子。其中，MAPK被MAPKK特异性磷酸化和激活后，磷酸化各种下游信号分子，如MAPK活化蛋白激酶和转录因子，从而参与调控植物生长、发育以及植物免疫等诸多过程。目前，MAPK的功能被认为取决于其激活剂，底物和灭活剂对通用对接基序（CD）的识别，但是CD结构域的3D结构及其在植物MAPKs中的具体功能尚不清楚。

近日，New phytologist杂志在线发表了沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学Heribert Hirt团队的题为“Essential role of the CD docking motif of MPK4 in plant immunity, growth and development”的研究论文。为了研究CD结构域在植物MAPKs中的作用，研究人员确定了拟南芥MPK4的配体结合域的晶体结构并研究其相互作用，揭示了MPK4的CD结构域对于MPK4与上游MAPKKs MKK1、MKK2和MKK6的相互作用和激活至关重要。生化实验结果表明，MPK4 CD基序的Cys181在体外响应活性氧（ROS）被亚磺酰化。为了探究C181在体内的功能，研究人员在mpk4基因敲除背景中构建了野生型MPK4-C181，非亚磺酰化MPK4-C181S和模拟亚磺酰化MPK4-C181D转基因系。通过分析这些转基因系材料在生长、发育和胁迫反应方面的表型，发现MPK4-C181S材料具有野生型活性，可以回补mpk4表型。相比之下，MPK4-C181D则不能被上游MAPKK激活，也不能回补mpk4的表型。

以上研究结果表明，CD基序对于MPK4受上游MAPKK激活从而行使功能是必不可少的。此外，MPK4激酶在植物生长，发育或免疫功能也需要上游蛋白激酶的激活。

该研究由沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学Heribert Hirt团队完成，Anna Siodmak博士为该论文的第一作者，Heribert Hirt教授为通讯作者，Stefan T. Arold团队也参与了该研究。

论文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18989

转自：“iPlants”微信公众号

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