【16th.Apr.】植物藍(lán)光受體Cry光激活的分子機(jī)制
日期：2021-04-16
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報(bào)告人：張鵬博士，中科院特聘研究員，國家杰青，中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心
時間：2021年4月16日下午2點(diǎn)
地點(diǎn)：霞光樓200演講廳
邀請人：丁蓓 特別研究員
報(bào)告人簡介：
? ?張鵬博士2002年于山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院獲得學(xué)士學(xué)位，2007年于中科院上海生化細(xì)胞所獲得博士學(xué)位（導(dǎo)師：丁建平研究員），2008-2010年在美國普林斯頓大學(xué)從事博士后研究（導(dǎo)師：施一公教授），2010年10月加入中科院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)所任研究員、課題組長。
? ?曾入選上海市 “浦江人才”、青年優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人、國家基金委優(yōu)青、杰青、國家“萬人計(jì)劃”領(lǐng)軍人才、英國皇家學(xué)會牛頓高級學(xué)者等。承擔(dān)科技部、基金委、中科院及上海市多項(xiàng)科研項(xiàng)目，科技部973 青年項(xiàng)目首席科學(xué)家。目前擔(dān)任中科院分子植物卓越中心學(xué)術(shù)委員會委員，西湖大學(xué)浙江省結(jié)構(gòu)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會委員，中國生物物理學(xué)會理事，上海市生物物理學(xué)會副理事長。
? ?課題組利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物化學(xué)及遺傳學(xué)方法，研究植物重要生理過程蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，主要聚焦跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與信號傳遞的分子機(jī)理。研究成果以通訊作者發(fā)表在Nature、Nat. Struct. Mol. Biol、Nat Plants、Cell Res、Nat Commun、PNAS、EMBO Rep、Mol Plant 等國際國內(nèi)期刊上。研究成果被Annu Rev Biochem, Nat Rev Microbiol、Nat Struct Mol Biol、Curr Opin Struct Biol、Crit Rev Biochem Mol Biol、Faculty-1000 Biology等期刊和機(jī)構(gòu)引用和評述。報(bào)告摘要：
? ?CRY是一類進(jìn)化上保守的黃素蛋白，具有多種生物學(xué)功能。在動物體內(nèi)，CRY起著調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律的功能。在植物體內(nèi)，CRY調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的多個方面，包括下胚軸的伸長和開花起始等。CRY蛋白由進(jìn)化上保守的N端光裂解酶同源PHR結(jié)構(gòu)域和長度可變的C端CCT結(jié)構(gòu)域組成。PHR結(jié)構(gòu)域結(jié)合發(fā)色團(tuán)FAD，吸收藍(lán)光而被活化，進(jìn)而發(fā)生與下游蛋白的互作，傳遞光信號。然而，植物CRY蛋白如何被藍(lán)光激活，并最終促成與下游蛋白互作這一關(guān)鍵科學(xué)問題一直懸而未解。
? ?我們重組表達(dá)了植物來源的多種CRY蛋白，體外重構(gòu)了植物CRY蛋白的光活化過程；進(jìn)而采用單顆粒冷凍電鏡和X射線晶體學(xué)方法，解析了擬南芥AtCRY2和玉米ZmCRY1處于激活狀態(tài)PHR結(jié)構(gòu)域的寡聚體結(jié)構(gòu)（CRY-PHR）。研究證實(shí)了同源二聚體是植物CRY的活性形式，四聚體則是由二聚體進(jìn)一步二聚化形成。通過結(jié)構(gòu)的分析比較，提出了植物光受體CRY介導(dǎo)的光信號傳遞主要包括藍(lán)光誘導(dǎo)光還原、構(gòu)象變化形成活性二聚體、結(jié)合下游蛋白傳遞光信號三個分子過程。這一機(jī)制很可能僅在植物中廣泛存在。在此基礎(chǔ)上，課題組正在對CRY蛋白的光信號傳遞復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與機(jī)制開展進(jìn)一步的研究與分析。
