综述:植物信号网络中分子胶的作用与结构

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Nature Reviews Chemistry

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  这篇综述深入探讨了植物中促进蛋白质相互作用的小分子和肽类(PPIs)的分子机制,系统分析了其结构特征、作用模式(如配体-受体结合)及在发育调控和环境应答中的功能,为作物保护和药物开发提供了新视角。

  

Abstract

蛋白质相互作用(PPIs)是生命过程的核心调控机制之一。分子胶(molecular glues)作为一类特殊信号分子,通过同时结合两个蛋白质并诱导其相互作用,显著提升了原本微弱或不可能发生的PPIs效率。这类分子既包括植物内源性代谢物(如激素衍生物),也涵盖外源性小分子或肽类,在生长促进和胁迫响应等生理过程中发挥关键作用。

分子胶的分类与作用模式

根据化学本质,分子胶可分为小分子配体肽类信号两大类:

  1. 小分子配体:如独脚金内酯(strigolactones)通过构象变化激活受体复合体(如D14-D3/MAX2),触发泛素化降解途径;
  2. 肽类信号:如CLAVATA3肽(CLE)结合LRR受体激酶(如CLV1),调控干细胞稳态。

结构分析显示,分子胶通常具有双价结合界面,其疏水核心和极性基团分别匹配不同蛋白的相互作用域。例如,茉莉酸(JA)衍生物作为分子胶,能稳定COI1-JAZ复合体,激活植物防御通路。

跨物种比较与应用潜力

与哺乳动物体系(如免疫调节剂雷帕霉素)相比,植物分子胶更倾向于调控发育可塑性。通过模拟天然分子胶结构设计的合成类似物(如人工独脚金内酯类似物GR24),已展现出在作物抗逆性增强根系构型优化中的应用价值。未来研究需进一步解析受体-配体共进化关系,以拓展其在精准农业和药物开发中的潜力。

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