PYL家族蛋白依据结构和功能研究新发现

脱落酸简称ABA，是植物体内重要的植物激素分子之一，它具有控制、气孔关闭、影响种子发芽等重要的生理功能，对于保护植物对抗逆境具有关重要的作用。ABA受体的研究近年来获得了广泛关注。关于它的研究也不断的有新的发现和收获。

PYL蛋白家族在拟南芥中共有14个序列比较保守的成员。近期有研究组又通过结构生物学和系统的生物化学分析鉴定出一类不依赖于ABA即可对下游PP2C进行抑制的PYL亚家族，并且揭示了它们独立于ABA行使功能的分子机理。这一发现提供了对PYL家族蛋白依据结构和功能的重新分类。ABA非依赖性PYL蛋白亚家族的发现为进一步理解ABA的信号传导以及植物抗逆性的调控提供了重要线索。

该研究小组对可以体外重组获得的PYL家族的10个成员进行了系统的生物化学分析，发现不同PYL蛋白抑制下游4个不同PP2C具有显著的特异性，从而为理解PYL家族的冗余性提供了重要的分子基础。更为重要的是，她们发现这些蛋白在信号通路中的作用机制并不相同。其中一类蛋白（以PYL10为代表的PYL4-10）在没有ABA的情况下就可以比较有效地抑制下游PP2C的去磷酸化酶的活性，而另外一类（PYR1和PYL1-3）则严格依赖于ABA行使功能。

进一步的分子机理研究发现，ABA非依赖性PYL在溶液中以monomer（单体）形式存在；而依赖性蛋白则以dimer（二聚体）形式存在。研究小组还进一步发现单体是ABA非依赖性的必要非充分条件，若要使PYL具有ABA非依赖性，该蛋白门控区（CL2 switch loop）的附近还必须有比较大的疏水氨基酸以吸引CL2闭合。这一发现进一步验证了该研究组在2010年针对PYL识别ABA及其类似小分子的结构机理而提出的化学原则。