植物富含亮氨酸重复序列型受体及其信号转导通路的结构生物学研究

富含亮氨酸重复序列型受体蛋白激酶（LRR-RLK）是植物基因组中已知最大的一类跨膜类受体激酶亚家族，在拟南芥中已鉴别出２１６ 个成员 ，在水稻中已鉴别出３００多个成员。LRR-RLK的胞外富含亮氨酸重复序列结构域与胞外的信号分子如离子、化学小分子、多肽或蛋白等特异性结合后，激活胞内激酶结构域的互磷酸化和自磷酸化的活性，进而引起下游信号转导成员的活化，并引起相应的表型。这些蛋白在植物病害防御、自交不亲和性、发育调控及激素信号跨膜传导等方面起着重要作用。我们希望通过对目前已知配体的典型受体（如FLS2、CLV1-3、BRI1、PSKR等）及相关的信号转导通路进行结构生物学研究。同时，我们也进行一些植物病原菌是如何巧妙利用植物的这类信号转导系统而达到致病及植物相应进化出的抗病机制的研究。期望我们的研究为通过遗传育种培育高产、抗病的新品种提供理论依据。

富含亮氨酸重复序列型受体蛋白激酶（LRR-RLK）是植物基因组中已知最大的一类跨膜类受体激酶亚家族.在自然基金的资助下,我们对植物许多重要植物受体激酶的配体识别及活化进行了广泛研究,取得了非常显著的成果. （1）通过分别解析BRI1LRR-BL, BRL1LRR-BL和BRI1LRR-BL-BAK1LRR三元复合物晶体结构，首次揭示植物重要激素-BR的受体识别，特异性选择及受体活化的分子机制。（2）通过解析AtCERK1与真菌病原体细胞壁的主要组分几丁质的复合物结构（第一个植物模式识别受体结构），结合生化及遗传数据揭示了植物模式识别识别受体识别病原真菌几丁质的分子机制及活化机制。（3）通过解析FLS2胞外区和BAK1胞外区与植物致病菌丁香假单胞菌鞭毛蛋白保守基序flg22复合物结构，揭示了植物病原菌鞭毛蛋白模式分子的受体识别及活化模式。 (4) 通过解析了植物磺化肽激素受体PSKR、PSK结合PSKR以及PSK-PSKR识别复合物结合共受体的三种不同状态的晶体学结构，揭示了植物重要肽类激素phytosulfokine (PSK) 的识别和受体激活分子机理。(5)通过解析TDIF/PXY和TDIF/PXY/SERK2复合物晶体结构以及生化实验,解示了CLE家族小肽的普遍识别与受体激活机理。（6）通过CLE家族小肽的普遍识别规律，我们创造性利用“分之筛-质谱”新实验方法，体外成功鉴定出了“RGF 配体-受体对”(RGF-RGFR pair)，发现调控植物根干细胞生长的重要肽激素受体及共受体。（7）通过解析eSRK9-SCR9复合物晶体结构以及生化实验, 揭示十字花科植物自交不亲和反应分子机制。（8）通过解析一些具有重要生理功能受体激酶TMK1,RPK2的晶体结构，揭示了植物LRR受体激酶胞外区结构的多样性。（9）通过解析AvrPtoB-BAK1，TAL病原菌效应蛋白及复合物晶体结构以及生化实验，揭示了病原菌效应蛋白AvrPto通过抑制许多植物免疫受体激酶的共受体-BAK1来抑制宿主免疫从而达到致病的目的。（10）系统总结了植物受体激酶的配体识别及活化规律。我们的研究为通过遗传育种培育高产、抗病的新品种提供理论依据。