274: 植物激素受體DWARF14（Phytohormone Receptor DWARF14）

Author: David S. Goodsell Translator: 于 健（PDBj）

激活的D14與MAX2和SKP1蛋白結合在一起構成複合體。由於這些蛋白的名稱在不同的生物體之間有所不同，在此PDB條目中，MAX2型蛋白被稱為D3，SKP1型蛋白被稱為SKP1A或ASK1。
激活的D14與MAX2和SKP1蛋白結合在一起構成複合體。由於這些蛋白的名稱在不同的生物體之間有所不同，在此PDB條目中，MAX2型蛋白被稱為D3，SKP1型蛋白被稱為SKP1A或ASK1。 高質量的TIFF圖片可以從這裡獲得。

許多激素通過與細胞表面的受體結合來傳遞信號，觸發細胞內一系列的信號酶。熟知的例子包括調節血糖水平的荷爾蒙，如胰岛素（insulin）和（glucagon）。 雌激素（estrogen）和睾酮（testosterone）等類固醇激素在細胞內移動並與受體蛋白結合，受體蛋白隨後與DNA 結合併調節基因表達。植物使用的一些植物激素具有完全不同的作用方式。這些植物激素與細胞中的一種酶結合，然後激活/系統（ubiquitin/proteasome system），通過破壞它們來調節參與生長的關鍵蛋白質。

植物激素的作用

獨腳金內酯（strigolactone）是一種小分子化合物，由植物細胞中的類胡蘿蔔素合成。這種受體被稱為DWARF14（簡稱D14），之所以這樣命名是因為該基因的突變產生了更小、分支更多的植物。 D14 是一種將獨腳金內酯分解成碎片的酶。在分解過程中，一個片段仍然附著在酶上，抑制其作用，但將其激活為受體（參見下面的Jmol交互界面）。然後，被激活的D14與MAX2蛋白結合，MAX2蛋白與泛素化機制的亞基 SKP1 結合。最終，這將創造一個激活的泛素化复合体（ubiquitination complex），它繼續降解相關的調節蛋白。

作用中的D14

PDB條目5hzg記錄了絞股藍內酯結合和裂解以及MAX2和SKP1蛋白結合後的過程。該條目顯示，此過程形成了一個大的複合物，此復合物準備將作為其目標的泛素化機制和蛋白質聚集在一起。 D14也可能是一種一次性的酶。一旦它裂解了獨腳金內酯分子並建立了這種複合物，它可能不再作為一種有效的酶，並且在完成傳遞信息後自身會被降解。

浴火重生

卡里金在化學上類似於圖中左側所示的植物激素獨腳金內酯的一部分，並與圖中右側所示的KAI2結合。
卡里金在化學上類似於圖中左側所示的植物激素獨腳金內酯的一部分，並與圖中右側所示的KAI2結合。 高質量的TIFF圖片可以從這裡獲得。

森林火災期間產生的化合物也可作為植物的生長調節劑。 卡里金（karrikin）是由纖維素和醣類燃燒而形成，以煙霧顆粒的形式散落在地面上。然後它被雨水沖入土壤裡面，並進入埋在地下的種子，在那裡它與一種叫做KAI2的受體結合。這種受體負責控制種子的發芽，因此在森林火災的燒毀區域中，通過結合卡利金，可以刺激新植物的發芽。如圖所示，卡利金類似於較大的獨腳金內酯植物激素的一端，並模仿最後與受體共價結合的部分。這裡顯示的KAI2是PDB條目4jym的結構，與D14非常相似。

探索結構

D14結構

顯示方式： 靜態圖像

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D14使用絲氨酸-組氨酸-天冬氨酸（serine-histidin-aspartate）的經典催化三殘基來執行其裂解反應，類似於在丝氨酸蛋白酶（serine protease）中發現的三聯體。這個過程中幾個步驟的結構已經被確定。這裡顯示的交互式Jmol模塊包含三個結構：PDB條目3w04（靜態圖像中未顯示）是單獨的酶，PDB條目5dj5是與活性部位結合的植物激素，PDB條目4iha在裂解了與絲氨酸形成共價鍵的部分植物激素後，捕獲了酶蛋白。點擊圖下方的按鈕，切換到互動式操作圖，更詳細得了解這些結構。

進一步的討論議題

  1. 你可以在PDBj化合物頁面上找到更多關於 獨腳金內酯和 卡力金的信息。
  2. 對PDB中註冊的結構應該持有批判性的態度。例如，交互式圖像中顯示的PDB條目5dj5（ PDBj・RCSB PDB ）中的配體僅具有較弱的電子密度。 RCSB 結構摘要（Structure Summary）頁面上顯示的“Ligand Structure Quality Assessment”有助於評估每個結構的質量。
  3. RCSB PDB的"Pairwise Structure Alignment Tool"允許對D14和KAI2的結構進行一對一的疊加和比較。例如，請看PDB條目5dj5和4jym之間的疊加結果。

參考文獻

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本文是由RCSB PDB的PDB-101提供的《當月的分子》2022年10月的文章的中文翻譯。請參考我們的條款和條件頁面。

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