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植物通过质膜上的受体激酶（receptor kinase, RK）网络感知并整合多种环境信号。其中，富含半胱氨酸的受体样激酶（Cysteine-Rich Receptor-Like Kinases, CRKs）构成了一个庞大但尚未被充分理解的亚家族，其特征在于具有富含半胱氨酸残基的胞外结构域（extracellular domains, ECDs）。CRKs 已被认为参与植物对生物和非生物胁迫的响应以及发育过程。此外，已有研究提出若干 CRKs 可作为氧化还原传感器发挥作用。 在本研究中，我们探究了拟南芥 CRK18 的同源二聚化机制及其受氧化还原条件调控的方式。通过调节 pH 和氧化还原状态，我们评估了 CRK18 ECD 及其半胱氨酸突变体的稳定性和结合动力学。我们还检测了所有参与预测二硫键形成的半胱氨酸突变体在质膜上的定位，结果显示，只有 CRK18C227A/C228A-ECD 与野生型 CRK18 的质膜定位相似。我们结合共免疫沉淀、福斯特共振能量转移-荧光寿命成像显微术以及微尺度热泳技术，对 CRK18 在植物体内和体外的自缔合进行定量分析。 此外，我们通过鉴定 CRK18 的互作伙伴及 CRK18 依赖的信号输出，将 CRK18 二聚化置于更广泛的信号传导背景中。利用拟南芥 CRK18 过表达株系，我们开展了（磷酸）蛋白质组学和免疫沉淀-质谱（IP-MS）分析，以绘制与胁迫相关响应相关的、以 CRK18 为中心的信号网络。CRK18 激酶结构域的组成型激活及其与许多推定的（细胞壁）聚糖感知型 RK（包括 PERK15）的相互作用，提示 CRK18 具有调控作用。在不存在任何触发因素的情况下，CRK18 过表达株系的蛋白质组和磷酸化蛋白质组未出现显著变化；而在诱导后其迁移性受限，这表明 CRK18 需要刺激才能被激活，并且可能诱导膜微区重组。这一点与甜菜胞囊线虫（Heterodera schachtii）感染实验结果一致：该线虫在感染过程中会引起植物细胞壁的修饰和定向损伤，实验结果表明 CRK18 是这一过程的负调控因子。
植物通过质膜上的受体激酶（RK）网络感知并整合多样的环境信号。其中，富含半胱氨酸的受体样激酶（Cysteine-Rich Receptor-Like Kinases, CRKs）构成了一个庞大但尚未被充分理解的亚家族，其特征是胞外结构域（ECD）中富含半胱氨酸残基。CRKs已被证明参与植物对生物和非生物胁迫的响应以及发育过程。此外，已有研究提出若干CRKs可作为氧化还原传感器。在本研究中，我们探究了拟南芥CRK18同源二聚化的机制及其受氧化还原条件调控的方式。通过调节pH和氧化还原状态，我们评估了CRK18胞外结构域及其半胱氨酸突变体的稳定性和结合动力学。我们还检测了所有涉及预测二硫键形成的半胱氨酸突变体在质膜上的定位情况，结果显示，只有CRK18C227A/C228A-ECD与野生型CRK18表现出相似的质膜定位。我们结合共免疫沉淀、福斯特共振能量转移-荧光寿命成像显微术以及微尺度热泳技术，对CRK18在植物体内和体外的自缔合进行了定量分析。此外，我们通过鉴定CRK18互作伙伴及CRK18依赖的信号输出，将CRK18二聚化置于更广泛的信号传导背景中。利用拟南芥CRK18过表达材料，我们开展了（磷酸）蛋白质组学和免疫沉淀-质谱（IP-MS）分析，以绘制与胁迫相关响应相关的、以CRK18为中心的信号网络。CRK18激酶结构域的组成型激活及其与许多推定的（细胞壁）聚糖感知型RK（包括PERK15）的相互作用，提示CRK18具有调控作用。在缺乏任何触发因素的情况下，CRK18过表达材料的蛋白质组和磷酸蛋白质组未见显著变化；而其在诱导后受限的流动性则表明，CRK18的激活需要特定刺激，并且可能诱导膜微区重组。这一点与甜菜胞囊线虫（Heterodera schachtii）侵染实验结果一致：该线虫在侵染过程中会引起植物细胞壁的修饰和定向损伤，实验结果揭示CRK18在这一过程中充当负调控因子。
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.30.741491v1?rss=1
🏷️ 拟南芥 受体样激酶CRK18 氧化还原调控 同源二聚化 植物胁迫信号 质膜定位