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研究組合作揭示植物感受UVB分子機理
在植物的生長過程中，光發揮著極其重要的作用，包括提供能量，調控植物生長、發育的各個階段（例如發芽、開花等）。植物對于光的感受，是通過一類叫做光受體的蛋白執行的，光受體感受光信號，再把信號傳給下游調控因子，從而使植物做出相應反應。對光受體感光機理的研究，吸引了眾多生物學家的目光。植物的紅光/紅外光受體、藍光受體發現較早，目前都有比較深入的功能和結構方面的研究。但是紫外線B波段的光受體，在2011年4月才被鑒定，研究人員發現，在擬南芥中，一個名為UVR8的蛋白正是人們尋找了許久的紫外線B波段的光受體。生化實驗為其感光機理提供了一些線索，表明紫外線（280-315nm）照射會使UVR8從二聚體變為單體，但是具體分子機理的闡明，還有賴于高分辨率的結構。
為了解決這個問題，施一公與鄧興旺的研究組合作，獲得了UVR8野生型以及兩個突變體的高分辨率晶體結構（1.8埃-2.0埃）。這些結構顯示，UVR8在紫外線B波段光照之前，是一個由兩個相同的單體形成的二聚體，其中每個單體由7個富含b-折疊的WD40結構域組成。兩個單體通過眾多氫鍵緊密結合在一起。通過野生型與突變體UVR8結構的比對，以及進一步的基于結構的生化分析，作者闡明了UVR8的感光機理：UVR8單體中，兩個*（W285和W233）組成了感受紫外線B波段的核心基團，當受到紫外線（280-315nm）照射時，兩個*的吲哚環電子被激發，破壞了W285和W233與相鄰的兩個*R286、R338之間的緊密的電荷作用（cation-pinteraction），影響了R286、R338在結構中的穩定性，而R286、R338正是參與形成兩個UVR8單體間氫鍵的關鍵氨基酸，二者受到擾動，破壞了相應氫鍵，從而使UVR8二聚體解聚。
這些成果為研究人員在分子水平理解植物感光機理提供了幫助，也為進一步的計算機模擬、生物物理學研究奠定了基礎。
研究組合作揭示植物感受UVB分子機理
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