脱落酸（Abscisic acid, ABA）信号通路是植物中最为重要的激素信号通路之一，近期来自美国文安德尔研究所，中科院上海药物研究所等处的研究人员发表了题为“Molecular Mimicry Regulates ABA Signaling by SnRK2 Kinases and PP2C Phosphatases”的文章，报道了ABA信号网络中一个关键的亚家族：PP2Cs的最新结构分析结果，从而揭示了这一信号通路的新机制。相关成果公布在Science杂志上。
文章的通讯作者是著名华人科学家徐华强（H. Eric Xu）教授，以及文安德尔研究所的Karsten Melcher，其中徐教授早年毕业于清华大学，现任美国Van Andel研究所结构科学与药物发现中心主任，2009年入选国家千人计划，兼任中国科学院上海药物研究所研究员。多年来主要从事膜受体和核受体转换的分子结构特点与功能关系研究，获得多项原创性发现，在核受体相关基础研究领域做出了杰出贡献，在国际上享有很高的声誉，尤其在结构化学与生物学，药物开发与研究学等研究方面具有知名度和权威性。
脱落酸是植物中最为重要的激素之一，与种子休眠、根系发育、叶子枯萎、抗旱反应和其它的生理过程都有极为密切的关系。由于脱落酸能引发的下游反应过多，包括激酶、磷酸酶、G蛋白、泛素通路中的蛋白等等都参与了ABA信号的调控，因此从ABA被发现半个世纪以来一直不清楚ABA的受体是什么。近年来陆续有不少关于ABA受体的发现报导，但其具体功能尚有所争议。
09年Science文章发现了一类被命名为PYR/PYL或是RCAR的蛋白为ABA受体。这类蛋白可以在体内外结合ABA，之后会结合下游的蛋白磷酸酶PP2C并抑制其磷酸酶活性，但是其中具体的分子机制，科学家们了解得并不多，而且争议颇多，在这种情况下，结构生物学研究变得至关重要。
在这篇文章中，研究人员报道了一个SnRK2–PP2C复合物结构，从中发现SnRK2，与ABA受体对PP2C识别中的惊人相似性。SnRK2（蔗糖非酵解型蛋白激酶，sucrose non-fermenting1-related protein kinase）是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr类蛋白激酶，参与植物体内多种信号途径的转导，在植物的抗逆境生理过程中扮演了重要角色。
这一复合物中，激酶活性基团结合在PP2C的活性位点上，而保守的ABA结合位点传感色氨酸则是插入到激酶催化口处，因此模拟了受体-PP2C相互作用。这些结构生物学的研究结果提出了一个简单的新机制，即耦合的ABA能直接结合到SnRK2激酶活性位点上；这也揭示了一个激酶-激酶磷酸酶调控新法则，根据这一法则，激酶-激酶磷酸酶调控是通过他们催化位点的相互包裹。
徐华强研究组曾率先解析过PYL2–ABA–PP2C复合物的晶体结构，并分析了该复合物对ABA信号通路的启动和关闭的分子结构机制。近期其研究组还解析了另外一种关键受体：孤核受体TR4的结构和功能，揭示了维生素A在机体的某些生理功能包括精子形成及中枢神经系统发育中可能发挥了比原来预想的更为直接的作用。成果发表在JBC等杂志上。
（生物通：张迪）
作者：
2011-12-4