PYL家族蛋白依據結構和功能研究新發現

脫落酸簡稱ABA，是植物體內重要的植物激素分子之一，它具有控制、氣孔關閉、影響種子發芽等重要的生理功能，對于保護植物對抗逆境具有關重要的作用。ABA受體的研究近年來獲得了廣泛關注。關于它的研究也不斷的有新的發現和收獲。

PYL蛋白家族在擬南芥中共有14個序列比較保守的成員。近期有研究組又通過結構生物學和系統的生物化學分析鑒定出一類不依賴于ABA即可對下游PP2C進行抑制的PYL亞家族，并且揭示了它們獨立于ABA行使功能的分子機理。這一發現提供了對PYL家族蛋白依據結構和功能的重新分類。ABA非依賴性PYL蛋白亞家族的發現為進一步理解ABA的信號傳導以及植物抗逆性的調控提供了重要線索。

該研究小組對可以體外重組獲得的PYL家族的10個成員進行了系統的生物化學分析，發現不同PYL蛋白抑制下游4個不同PP2C具有顯著的特異性，從而為理解PYL家族的冗余性提供了重要的分子基礎。更為重要的是，她們發現這些蛋白在信號通路中的作用機制并不相同。其中一類蛋白（以PYL10為代表的PYL4-10）在沒有ABA的情況下就可以比較有效地抑制下游PP2C的去磷酸化酶的活性，而另外一類（PYR1和PYL1-3）則嚴格依賴于ABA行使功能。

進一步的分子機理研究發現，ABA非依賴性PYL在溶液中以monomer（單體）形式存在；而依賴性蛋白則以dimer（二聚體）形式存在。研究小組還進一步發現單體是ABA非依賴性的必要非充分條件，若要使PYL具有ABA非依賴性，該蛋白門控區（CL2 switch loop）的附近還必須有比較大的疏水氨基酸以吸引CL2閉合。這一發現進一步驗證了該研究組在2010年針對PYL識別ABA及其類似小分子的結構機理而提出的化學原則。