소개 :
뉴클레오티드 결합 류신-풍부 반복 (NLR) 단백질로 알려진 식물 면역 수용체는 병원체 감염 및 환경 스트레스에 대해 식물을 방어하는 데 중요한 역할을합니다. 그들의 중요성에도 불구하고, 그들의 활성화 및 병원체 이펙터와의 상호 작용의 기초가되는 분자 메커니즘은 고해상도 구조 정보를 얻는 데 어려움을 겪기 때문에 크게 알려지지 않았다. Cryo-Electron 현미경 (Cryo-EM)의 최근 발전은 NLR을 포함한 단백질 복합체의 복잡한 세부 사항을 시각화하기위한 새로운 길을 열었습니다. 이 혁신은 식물 면역 수용체 복합체의 구조 및 조립에 대한 최초의 구조적 통찰력으로 이어졌습니다.
NLR 구조의 발견 :
Cryo-EM을 사용하여 연구자들은 다른 식물 종에서 다양한 NLR 단백질의 3 차원 구조를 성공적으로 포착했습니다. 이 연구는 NLR의 전반적인 모양과 구성을 보여 주었으며, 도메인 아키텍처에 대한 자세한 이해를 제공합니다. NLR 단백질은 전형적으로 중심 뉴클레오티드-결합 도메인 (NB 도메인) 및 다중 류신-풍부 반복 (LRR) 도메인으로 구성됩니다. NB 도메인은 ATP 결합 및 신호 전달을 담당하는 반면, LRR 도메인은 단백질-단백질 상호 작용을 매개한다.
NLR 올리고머 화 및 복잡한 형성 :
구조적 분석은 NLR 단백질이 비활성 상태에서 올리고머, 종종 이량 체 또는 사량 체를 형성 할 수 있음을 보여 주었다. 이들 올리고머는 더 큰 면역 수용체 복합체의 조립을위한 빌딩 블록 역할을한다. 이들 고차 복합체의 형성은 병원체 이펙터의 존재 및 신호 전달 분자를 포함한 다양한 인자에 의해 조절된다.
이펙터 인식 및 활성화 :
특정 병원체 이펙터 또는 위험 신호의 인식시, NLR 단백질은 하류 면역 성분과의 상호 작용을 촉진하는 형태 변화를 겪습니다. 이러한 상호 작용은 면역 신호 전달 캐스케이드를 유발하여 침입 병원체에 대한 방어 반응의 활성화를 초래한다. 구조적 연구는 이펙터 인식의 분자 메커니즘에 대한 귀중한 통찰력과 NLR 활성화 동안 발생하는 형태 변화를 제공했다.
식물 질병 저항성에 대한 시사점 :
식물 면역 수용체 상호 작용의 구조적 기초를 이해하면 작물의 질병 저항성을 향상시키는 데 중요한 영향을 미칩니다. 유전자 공학 또는 소분자 억제제를 통해 NLR의 구조와 기능을 조작함으로써, 식물 면역을 향상시키고 화학 살충제에 대한 의존성이 감소하여보다 탄력적 인 작물을 개발할 수있다.
결론 :
Cryo-EM을 사용한 식물 면역 수용체에 대한 구조 정보를 얻는 최근의 획기적인 혁신은 이러한 필수 방어 단백질에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으켰다. NLR 단백질 구조 및 기능 복합체로의 조립의 시각화는 면역 신호 경로에 대한 미래의 연구와 식물 질병 퇴치를위한 새로운 전략의 개발을위한 견고한 기초를 제공합니다.
