板蓝根（左）
菘蓝（右）
?研究过程?研究团队选取了三个序列高度相似（Identity＞80%）但具有底物选择性差异的PLR（菘蓝IiPLR1能高效催化Pin生成Lar并进一步生成Sec，而拟南芥AtPrR1催化Pin生成Lar的效率显著强于催化Lar生成Sec的效率；AtPrR2仅能催化Pin生成Lar）。研究通过解析IiPLR1/AtPrR1/AtPrR2处于反应过程不同状态的晶体结构，发现PLR/PrR蛋白均以首尾相连的二聚体形式存在，底物结合和催化由两个单体共同完成；β4loop（蓝色哑铃图形）起到门控开关的作用，其摆动可以控制辅酶NADPH的进出（图1）。图1.PLR/PrR催化过程示意图通过比较IiPLR1/AtPrR1/AtPrR2与底物Pin共晶的结构，发现IiPLR1中无序的β4loop在AtPrR1/AtPrR2中翻折并盖向了底物结合口袋。结合序列比对发现该loop基部氨基酸（98位）的差异可能导致了结合NADPH后整个β4loop翻转能力的变化，进而影响了底物结合和催化活性。生化分析表明IiPLR1-S98相应突变体有效降低了催化Lar生成Sec的转化率，有趣的是，突变体AtPrR2-N98S使得AtPrR2获得了催化Lar生成Sec的能力。这些结果表明β4loop在控制底物催化特异性上发挥着重要作用。体内实验进一步证实了上述结论。这项研究阐明了PLR/PrR催化底物反应的机制，并深入揭示了PLR/PrR底物选择性催化的机理，同时为木脂素类成分的高效定向生产及合成生物学改造指明了方向。?相关信息?中科院分子植物科学卓越创新中心张鹏组已毕业博士邵凯、上海中医药大学肖莹博士和江南大学周景文教授为本文的共同第一作者。中科院分子植物科学卓越创新中心张鹏研究员、上海中医药大学陈万生教授及海**医大学张磊教授为本文的共同通讯作者。该研究得到了国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金项目和中科院先导项目的资助。张鹏研究组合影
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