植物先天免疫受体的结构生物学研究

项目名称： 植物先天免疫受体的结构生物学研究

项目编号： No.31700660

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2018

项目学科： 生物科学

项目作者： 王继纵

作者单位： 清华大学

项目金额： 15万元

中文摘要： 植物体有两套先天免疫系统：由病原相关分子模式（PAMPs或者MAMPs）促发的免疫反应(PTI)和由效应蛋白（effectors）促发的免疫反应（ETI)。PTI是从位于细胞膜上的受体样蛋白或者受体样激酶起始的，这些受体统称为模式识别受体（PRRs）。植物体负责识别effectors、引发ETI免疫反应的蛋白被称为R蛋白。目前对于植物免疫系第一条防线的结构研究已获得很多进展，而对于植物免疫第二道防线，其主要执行者R蛋白及相关复合物的结构还没有解析。本研究拟利用结构生物学的方法，主要是结合X射线晶体学和冷冻电镜三维重构技术，尝试解析第一个植物R蛋白自抑制状态下的三维结构，揭示R蛋白自抑制的分子机理；之后利用生物化学和遗传学方法，尝试探索植物R蛋白识别effectors之后的激活方式，这对于领域内会是最重大的突破之一；最后我们会进一步解析R蛋白激活状态下的结构，详细揭示R蛋白激活的分子机制。

中文关键词： X-射线晶体学；冷冻电镜；植物先天免疫受体；NLR型抗病蛋白；抑制与激活

英文摘要： Plants innate immune system consists of two types of immune response: the PAMP or MAMP triggered immunity (PTI) and the effector triggered immunity (ETI). PTI is initiated by the membrane-anchored receptor-like proteins or receptor-like kinases, which are generally noted pattern recognition receptors (PRRs). As for the ETI immune response, the resistance proteins (R proteins) are responsible for the recognition of effectors and triggering ETI. Till now, many progresses have been made in the structural studies of PRRs, whereas structural observations are lack in the R proteins and complexes. We are determined in the structure solution of the first R protein inactive complex with the combination of X-ray crystallography and cryo-electron microscopy. Then we will design several assays to activate the R proteins with biochemical and genetics studies. Finally, we will determine the structure of the active form of R proteins.

英文关键词： X-ray crystallography;cryo-electron microscopy;plant innate immune receptors;NLRs;auto-inhibition and activation