南湖新闻网讯(通讯员王沂Ψ东)2022年4月20日，科学进展发表了我校湖北洪山实验室、作物遗传改良国家重点实验室蛋白质科研团队和北京大学邓兴旺教授研究组的研究论文& ldquo紫外线B&ndash的结构透视:激活的UVR8结合到COP1 & rdquo。本研究揭示了植物UV-B受体UVR8与光形态结合形成核心抑制剂COP1-SPAs复合物的分子∞机制，以及该复合物与COP1-SPAs底物蛋白HY5的竞争性结合。

光是植物生长发育必不可ω　少的环境因素。植物通过不同的光感受器感知光，从而启动光形态发生。COP1-SPAs复合物是植物光形态建成的核心抑制剂，在植物中※发挥E3泛素连接酶的作用，参与光形态建成的一系列核心调控因子的降解。激活↙的光受体(如紫外线UV-B受体UVR8和蓝光受体CRYs)可以】负调节COP1-SPAs复合体的E3泛素连接酶活性，抑制COP1-SPAs复合体底物的降解，从而启动植物的光形态发生。不同光感受器介导的信号通路如何调节COP1-SPAs活性的分子机制尚不清楚」，最大的研究难点在于表达、纯化和表征COP1-SPAs复合蛋白活性的困难。

在本「研究中，经过长时间的探索，研究人员终于成功地在异源系统█中表达并纯化了均一稳定的COP1-SPA4复合蛋白，为后续工作奠定了基◥础。在体外，研究人员重建了由UVR8-COP1-SPA4介导的UV-B信号通路。结果表明，UV-B可以将二聚体基态的UVR8激活为△单体。光活化单体UVR8可在体外与COP1-SPA4复合物的底物HY5竞争结合到①复合物上，形成新的稳定的复合物UVR8-COP1-SPA4。UV-B信号通路的负□　调控因子RUP2可将UVR8从UVR8-COP1-SPA4复合物中解离出来，促进UVR8二聚化，从而失去活性。

图一。光激活UVR8-COP1-SPA4复合物介导的UV-B信号转导通路

随后，研究人员◣通过冷冻显微镜分析了光激活UVR8-COP1复合物的结构，分辨率为3.1Å。。结构表明，光激活的UVR8和COP1的WD40结构域形成两个相互作用界面，生化实验证明这两个相互作用界面是UVR8和COP1相互作用◆和竞争COP-SPA的底物HY5所必需的。该结构还首次揭示了光活化UVR8核心结¤构域的结构特征，并与此前报道的其他野生型或突变型UVR8核心结构域进行了比较，鉴定出了活化突变体UVR8W285A、D96N、D107N和UVR8W285A、G01S。此外，作者推测RUP2也可能以类似于UVR8-COP1的方式与UVR8相互作用，从而使活化的UVR8从COP1-SPA4-UVR8复合物中解离。

该研究阐明了光激活UVR8与COP1相互作用以及与COP1-SPA底物HY5竞争卐结合的分子机制，不仅为理解植物光信号转导的调控奠定了基础，也为光遗传学中工具蛋白的开发提供了理论依据，有望为培育优良农林作物品∑　种提供科学指导。

、、关为论文的▼第一作者，我校教授和北京大学教授为通讯作者。中国南方科技大学副研究员也参与了研究。我们的校级蛋白质平台为这项研究的发展提供了支持。前期冷冻样品的制△备和筛选主要在华中农业大学电镜平台完成，冷冻电㊣镜的数据采集在中国南方科技大学冷冻电镜中心完成。本研究得到了科技部基金、国家自然科学基金、洪】山实验室基金、武汉应用基础前沿项目基金和南方科技大学校长基金的资助。

[英文摘要]

PHYA-105 (COP1-SPA)复ζ　合物的组成型光形态发生抑制因子是光形态发生的主要抑制因子。这种复合物作为◎一种E3泛素连接酶，位于植物多种光感受器传导⊙的各种光信号的下游。COP1-SPA活性是如何被不同的光信号通路调∴节的仍然很难理解。在这里，我们在体外复∩制了COP1-SPA在紫外线-B (UV-B)信号传导中的调节途径，并确定了与COP1复合的UV-B受体UVR8的冷冻电镜结构。复合物的形成是由UV-B激活的UVR8和COP1之间的双界面相互作用介导的。这两个界面对于UVR8与信号连★接中心成分HY5竞争结合COP1-SPA复合体都是必不可少的。我们※还表明RUP2将UVR8从COP1-SPA41中分离出来。464-UVR8复◣合物并促进其二聚化。我们的结果支持一个UV-B信号模型，即COP1-SPA活性被UV-B激活的UVR8抑制，被RUP2解除抑制，这是由于竞争性结合，并为研究不▆同光感受器对光形态发生的调节作用提供了一个框架。

文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn3337文章:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn3337

审稿:尹平