我校揭示蓝光受体CRY2激活的分子机制

光激活的CRY2四聚体结构

南湖新闻网讯（通讯员 马羚）2020年11月17日，Nature Plants在线发表了我校作物遗传改良国家重点实验室和生命科学技术学院蛋白质科学研究团队揭示植物蓝光受体隐花色素CRY2光激活分子机制的最新研究成果。成果论文以“Structural insights into the photoactivation of Arabidopsis cryptochrome 2”为题发表。

光受体是光调控植物生长发育过程中的重要媒介，在植物整个生长周期中都起到关键作用。隐花色素Cryptochromes （CRYs）是一类广泛存在于动植物中的蓝光受体。在植物中，CRYs主要参与调控光形态建成、开花时间、生物节律性等重要生长发育过程。CRYs在植物中还发挥其他的功能，包括植物昼夜节律、气孔开放、根系生长、渗透胁迫反应、避荫、叶片衰老等的调节。CRYs有两个结构域，N端的PHR结构域及C端的CCE 结构域。CRYs的PHR结构域非共价结合一分子黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。CRYs被蓝光激活后会产生多种响应，包括FAD的光还原、寡聚化等等。蓝光激活的CRYs发生寡聚化是一种在进化上极为保守的现象，与生物体内CRYs的光反应特性高度相关。寡聚的CRYs蛋白可以与下游的转录因子（CIBs、PIFs、IAAs等）或生长调控因子（COP1/SPA1等）互作，从而调控植物的生长发育。得益于这种光调控的聚合性质，CRYs也被广泛应用于光遗传学中。但蓝光如何诱导CRYs发生寡聚化至今并不清楚。

在该研究中，研究者开发了一套方法，在制备冷冻电镜样品前用蓝光处理CRY2蛋白，在光照后极短的时间（