解析 KAI2 三突变体增强独脚金内酯敏感性的机制：防治寄生杂草的新希望

独脚金（Striga hermonthica）严重危害农作物，研究人员开展了关于 KAI2 三突变体对独脚金内酯（SLs）敏感性的研究。通过分子动力学模拟，发现突变可稳定 SL 结合、增大结合口袋体积等，这为提高作物 SL 受体功能提供了机制依据。

　　独脚金（Striga hermonthica）是一种寄生杂草，每年都会毁掉价值数十亿美元的主要农作物。它的快速繁殖源于其代谢独脚金内酯（strigolactones，SLs）能力的增强，独脚金内酯是一种能调控植物根系分支和地上部分生长的植物激素。独脚金的 SL 受体ShHTL7，与主要农作物的独脚金内酯类似物（karrikin）受体 KAI2 的相似度，比它与 SL 受体 D14 的相似度更高，然而像拟南芥（Arabidopsis thaliana）这类植物中的 KAI2 变体对 SLs 的敏感性却很低。最近，有研究表明，对 HTL7 的一些残基进行少量点突变，能够赋予拟南芥 KAI2 对 SLs 的敏感性。在此，研究人员通过全原子、长时间尺度的分子动力学模拟，对野生型拟南芥 KAI2 和对 SLs 敏感的突变体 Var64 进行分析，从分子层面探究这些突变对受体功能的影响。研究发现，这些突变能使 SL 的结合稳定性提高约 2 千卡 / 摩尔，还会让结合口袋的平均体积翻倍，并消除结合过程对结合口袋特定构象排列的依赖。虽然与野生型相比，突变体中某些非结合性的 SL - 受体相互作用的概率有所增加，但结合速率也提高了 10 倍。所有这些变化解释了突变体 KAI2 对 SLs 敏感性增强的原因，也为提高宿主作物 SL 受体的功能提供了可能的机制。