昆虫效应子 CSPs 激活一种非典型的植物 TNL 免疫受体

《Plant Cell Reports》：The insect effector CSPs activate an atypical plant TNL immune receptor

　　

摘要

关键信息

CSP介导的RCSP激活涉及非经典的结构性与催化机制——包括BB环缺失、α5α6环插入，以及RCSP-TIR结构域中的非典型催化残基。

摘要

化学感受蛋白（CSP）是蚜虫和褐飞虱（Nilaparvata lugens）等刺吸式口器昆虫中高度保守的效应蛋白家族，可通过含Toll-白介素-1受体（TIR）结构域的核苷酸结合富亮氨酸重复受体（TNL）RCSP的识别，在斑叶烟草（Nicotiana benthamiana）中诱发矮化症状。然而，CSP介导的RCSP激活机制及其酶学机制尚不清楚。本研究显示，RCSP的TIR结构域（RCSP-TIR）表现出独特特征，包括β链B与α螺旋B之间环区（BB环）缺失9个氨基酸、α5与α6之间环区（α5α6环）插入8个氨基酸，以及经典催化谷氨酸被谷氨酰胺取代（E87Q）。结构分析表明，BB环缺失破坏了经典的NAD?结合口袋，并阻止了标准TIR四聚体的形成。值得注意的是，AlphaFold3/DMFold建模结果显示，RCSP通过α5α6环插入进行补偿，形成一种新型界面，从而稳定了一种非典型的四聚体构象。结合分子对接与定点突变的综合研究方法证明，RCSP可能利用非经典的NAD?结合口袋，并依赖双催化残基（D86/Q87）介导弱细胞死亡。进化分析将RCSP-TIR同源蛋白划分为四个不同分支，突显了茄科特有的适应性进化。这些发现揭示了一种新型植物-昆虫互作机制，即RCSP的结构多样化使其能够识别CSPs并重新编程免疫信号。

关键信息

CSP介导的RCSP激活涉及非经典的结构性与催化机制——包括BB环缺失、α5α6环插入，以及RCSP-TIR结构域中的非典型催化残基。

摘要

化学感受蛋白（CSP）是蚜虫和褐飞虱（Nilaparvata lugens）等刺吸式口器昆虫中高度保守的效应蛋白家族，可通过含Toll-白介素-1受体（TIR）结构域的核苷酸结合富亮氨酸重复受体（TNL）RCSP的识别，在斑叶烟草（Nicotiana benthamiana）中诱发矮化症状。然而，CSP介导的RCSP激活机制及其酶学机制尚不清楚。本研究显示，RCSP的TIR结构域（RCSP-TIR）表现出独特特征，包括β链B与α螺旋B之间环区（BB环）缺失9个氨基酸、α5与α6之间环区（α5α6环）插入8个氨基酸，以及经典催化谷氨酸被谷氨酰胺取代（E87Q）。结构分析表明，BB环缺失破坏了经典的NAD?结合口袋，并阻止了标准TIR四聚体的形成。值得注意的是，AlphaFold3/DMFold建模结果显示，RCSP通过α5α6环插入进行补偿，形成一种新型界面，从而稳定了一种非典型的四聚体构象。结合分子对接与定点突变的综合研究方法证明，RCSP可能利用非经典的NAD?结合口袋，并依赖双催化残基（D86/Q87）介导弱细胞死亡。进化分析将RCSP-TIR同源蛋白划分为四个不同分支，突显了茄科特有的适应性进化。这些发现揭示了一种新型植物-昆虫互作机制，即RCSP的结构多样化使其能够识别CSPs并重新编程免疫信号。