Молекулярный снимок «сигнального блока» иммунной системы растений

Ученые определили трехмерную структуру ключевого белкового комплекса, управляющего иммунным ответом растений на патогены.

Ключевой регулятор иммунитета

Растения используют многоуровневую защиту от патогенов. Одним из таких уровней является эффектор-индуцированный иммунитет, при котором внутриклеточные рецепторы распознают специфические факторы патогена. Мобильный белок EDS1, перемещающийся между ядром и цитоплазмой, играет центральную роль, формируя комплексы с белками-партнерами PAD4 и SAG101. Именно EDS1 задает курс иммунного ответа, образуя различные гетеродимерные комплексы, от типа которых зависит характер реакции.

Структура и неожиданная функция

Международная группа исследователей под руководством Джейн Паркер из Института селекции растений Общества Макса Планка и Карстена Нифинда из Кёльнского университета с помощью рентгеновской кристаллографии определила атомную структуру комплекса EDS1-SAG101 и создала модель для комплекса EDS1-PAD4.

Все три белка имеют N-концевой домен с α/β-гидролазной складкой, характерной для липаз. Однако структура показала, что потенциальный активный центр полностью экранирован, и никакой липазной активности обнаружено не было. Более того, растения Arabidopsis с мутациями, разрушающими этот предполагаемый каталитический центр, сохраняли полную устойчивость к патогенам, как и дикий тип.

Механизм работы: «ключ и замок»

Выяснилось, что основная функция гидролазоподобных доменов — обеспечение контакта между белками. У EDS1 есть выступающая петля, которая входит в соответствующую полость в SAG101 (или PAD4), как ключ в замок. Мутации в этих областях показали, что без такого взаимодействия стабильные комплексы не образуются.

Только когда петля и полость совмещаются, C-концевые домены обоих партнеров сближаются, образуя новый функциональный модуль, необходимый для запуска иммунного ответа.

Значение открытия

Рентгеновская структура не только раскрыла механизм гетеродимеризации в семействе белков EDS1, но и выявила уникальные поверхности и связывающие карманы, существующие только в димерах. Это дает ключ к пониманию того, как растения динамически принимают решения в ответ на патогенный стресс, выбирая между локальной защитой и запрограммированной гибелью клетки.