Nature | 清华大学/南京农业大学研究揭示微生物糖类水解酶对植物免疫的激活机制！

植物依靠细胞表面定位的模式识别受体来检测病原体或宿主发出的危险信号并触发免疫反应。植物模式识别受体（PRRs）感知病原体相关分子模式（PAMPs）或宿主衍生的危险相关分子模式，以激活一种被称为模式触发免疫的免疫反应。具有富含亮氨酸重复（LRR）外域的受体样蛋白（RLPs）构成了模式识别受体的一个亚组，在植物免疫中发挥着关键作用。PRRs由受体样激酶（RLKs）和RLPs组成。RLKs的特点是有一个可变的配体感应外域、一个跨膜段和一个保守的细胞内激酶域用于信号转导。RLPs具有类似的结构域，但缺乏细胞内激酶结构域。PRRs的一个亚组包含一个细胞外LRR结构域。大多数LRR型RLPs在C端第四和第五个LRRs之间含有一个环出区，称为岛域（ID），将LRRs拦截在跨膜结构附近。LRR-RLPs的配体识别和激活的机制仍然难以确定。

2022年9月21日，国际顶级学术期刊Nature发表了清华大学柴继杰（Science | 重磅！柴继杰/Jane Parker/常俊标团队鉴定出增强植物免疫力的分子！Cell | 重磅研究揭示植物免疫蛋白如何保卫宿主免受微生物入侵！Cell | 重磅！中科院遗传发育所周俭民等人研究揭示抗病蛋白如何保护植物免受病原体的侵害！）和南京农业大学王源超（Nature Reviews Microbiology | 南京农业大学王源超团队综述病原微生物逃避植物免疫的机制！PNAS | 三层防御与反防御！N-糖基化保护病原菌效应蛋白免受宿主蛋白酶的攻击！PLOS PATHOGENS | 南农王源超团队揭示大豆疫霉操纵宿主囊泡运输以促进侵染的机制！）团队合作的最新相关研究成果，题为Plant receptor-like protein activation by a microbial glycoside hydrolase的研究论文。

在这篇文章中，科研人员报告了来自Nicotiana benthamiana的LRR-RLP RXEG1的晶体结构，它可以识别来自病原体Phytophthora sojae的XEG1木葡聚糖酶。该结构显示，特定的XEG1识别主要由RXEG1的一个氨基端和一个羧基端环出区（RXEG1(ID)）介导。这两个环与XEG1的活性位点槽结合，抑制其酶的活性，并抑制N. benthamiana的Phytophthora感染。XEG1的结合促进了RXEG1(LRR)通过RXEG1(ID)和最后四个保守的LRR与LRR型共受体BAK1的结合，从而引发RXEG1介导的免疫反应。apo-RXEG1(LRR)、XEG1–RXEG1(LRR)和XEG1–BAK1–RXEG1(LRR)的结构比较显示，XEG1的结合诱导了RXEG1(ID) N端区域的构象变化，增强了RXEG1(LRR)的BAK1结合区域的结构灵活性。这些变化使RXEG1(ID)的折叠切换，以便招募BAK1(LRR)。科研人员的数据揭示了配体诱导的LRR-RLP与BAK1的异源二聚体的保守机制，并表明LRR-RLP在植物免疫中的双重功能。

图1：RXEG1(LRR)对XEG1的特定识别

图2：XEG1–RXEG1(LRR) - BAK1(LRR)复合物的低温电镜结构

图3：XEG1–RXEG1(LRR) - BAK1(LRR)复合物的诱变

图4：RXEG1抑制XEG1的糖类水解和毒力活性

图5：XEG1诱导RXEG1激活的机制

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