如果想要更好地了解植物的生長機(jī)制，就必須從分子細(xì)節(jié)上來分析生物化學(xué)。來自馬克斯-普朗克學(xué)會Friedrich-Miescher實(shí)驗(yàn)室的Michael Hothorn和他的研究小組正在這樣做。他們的研究揭示出，一種植物膜受體需要一個輔助蛋白來感應(yīng)一種促生長激素，將這一信號傳導(dǎo)至整個細(xì)胞膜。

   每個細(xì)胞都被脂質(zhì)細(xì)胞膜所包繞。來自于其他細(xì)胞和環(huán)境的信號必須在細(xì)胞表面被感應(yīng)到，傳導(dǎo)到整個細(xì)胞膜，再轉(zhuǎn)換為細(xì)胞內(nèi)的一種特異反應(yīng)。所有的生物都進(jìn)化出了一些膜受體蛋白來實(shí)現(xiàn)這些復(fù)雜的任務(wù)，但與動物和細(xì)菌中得到充分研究的膜受體相比，植物膜受體看起來截然不同。富含*重復(fù)序列（LRR）受體蛋白激酶家族負(fù)責(zé)植物大多數(shù)的膜信號傳導(dǎo)事件。植物激素受體BRI1就屬于LRR受體蛋白激酶家族，它能夠感應(yīng)一種小的類固醇激素促進(jìn)性植物生長。從前證實(shí)，BRI1可在細(xì)胞表面用它的LRR結(jié)構(gòu)域直接結(jié)合這一小類固醇激素。

   Hothorn實(shí)驗(yàn)室的博士后研究人員JuliaSantiago，現(xiàn)在證實(shí)BRI1需要一種輔助蛋白，才能正確感應(yīng)這一激素，并將信號傳導(dǎo)至整個細(xì)胞膜。這一輔助SERK1蛋白已知在油菜素甾醇信號通路中發(fā)揮作用，但看到早期就需要它還是讓人感到意外。通過采用強(qiáng)X光線解析BRI1-類固醇激素-SERK1三元復(fù)合物蛋白質(zhì)晶體，Santiago看到SERK1直接促成了激素結(jié)合口袋形成，兩個蛋白質(zhì)與激素發(fā)生了相互作用。由此，這一類固醇也充當(dāng)了分子膠促進(jìn)了細(xì)胞表面BRI1與SERK1 LRR結(jié)構(gòu)域結(jié)合。這隨后引起了細(xì)胞內(nèi)部胞質(zhì)激酶結(jié)構(gòu)域相互作用，轉(zhuǎn)而激活了一個特征確定的信號通路，觸發(fā)了生長反應(yīng)。

   SERK1令人感興趣的特征在于，它能夠幫助激活幾種看似無關(guān)的植物受體激酶，這些激酶結(jié)合極其不同的配體，觸發(fā)不同的反應(yīng)。這一新結(jié)構(gòu)讓研究人員*次看到了SERK1的運(yùn)作機(jī)制。并沒有與BRI1握手，它只是利用幾個‘指尖’來接觸受體。另外，它極其保守的曲面仍然能夠與其他植物受體激酶，及潛在配體發(fā)生相互作用。“必須有一些優(yōu)勢將所有這些不同的功能組合到一個輔助蛋白內(nèi)，”Hothorn推測說。值得注意的是，利用一個共同的輔助蛋白，可以實(shí)現(xiàn)不同信號通路之間的相互溝通。

   這一原子模型還提供了其他的一些新見解：“看著我們的模型，我們現(xiàn)在可以很好地預(yù)測出，受體或輔助蛋白的哪些突變應(yīng)該會影響下游的信號通路。我們還知道這一激素的哪部分對于它結(jié)合受體或是輔助蛋白至關(guān)重要。”這樣詳細(xì)的認(rèn)識有可能會推動合理地設(shè)計(jì)出可應(yīng)用于基礎(chǔ)研究的植物合成類固醇激素和受體拮抗物。