Nature | 重磅研究揭示过氧化氢受体HPCA1是拟南芥中的LRR受体激酶！

过氧化氢(H₂O₂)是单细胞和多细胞生物体内的一种主要活性氧，并在细胞外产生，以应对外部压力和内部发育信号。H₂O₂通过水通道蛋白膜蛋白进入细胞，并共价修饰细胞质蛋白以调节信号传导和细胞过程。然而，H2O2的传感器是否也存在于细胞表面仍然未知。在植物细胞中，H₂O₂会触发Ca²⁺离子的内流（Nature | 专家点评：植物气孔的“守门员”—钙离子通道有助于关闭入侵者的大门！），这被认为参与了H₂O₂的感应和信号传递。

国际顶级学术期刊Nature发表了美国杜克大学裴真明教授团队的相关研究成果，题为Hydrogen peroxide sensor HPCA1 is an LRR receptor kinase in Arabidopsis的研究论文。

在这篇文章中，通过使用基于Ca²⁺成像的正向遗传筛选，科研人员在拟南芥中分离出过氧化氢诱导的Ca²⁺增加(hpca)突变体，并鉴定出HPCA1是一种富含亮氨酸的重复受体激酶（LRR-RK），属于一个以前未被鉴定的亚家族，其特点是在细胞外域有两对额外的半胱氨酸残基。HPCA1定位在质膜上，通过胞外半胱氨酸残基的共价修饰被H₂O₂激活，从而导致HPCA1的自磷酸化。HPCA1在保卫细胞中介导H₂O₂诱导的Ca²⁺通道的激活，并且是气孔关闭所必需的（Nature | 英国Sainsbury实验室重磅研究揭示植物气孔免疫机制！）。科研人员的研究结果有助于确定对细胞外H₂O₂的感知是如何与植物对各种外部胁迫和内部发育信号的反应相结合的，并对设计具有增强适应性的作物具有意义。

图1：H2O2诱导的Ca^{2 +}增加缺陷的拟南芥突变体的分离

图2：hpca1中的保卫细胞eH₂O₂信号受损

图3：HPCA1编码的LRR-RK被eH₂O₂激活

图4：过氧化氢域中的Cys残基被eH₂O₂共价修饰

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