气孔谱系bHLH蛋白的ACTL结构域赋予体内互作伙伴特异性

碱性螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix, bHLH）转录因子（transcription factors, TFs）构成了植物中最大的转录因子家族之一。bHLH通常以二聚体形式发挥作用，而二聚化伙伴的选择会对DNA结合及靶基因调控产生深远影响。伙伴特异性在很大程度上由bHLH结构域的组成决定，但越来越多的证据表明，诸如ACT样（ACT-like, ACTL）结构域等附加结构域也可能有助于这种特异性的形成。 以气孔谱系中的bHLH蛋白SPCH、MUTE、FAMA及其共同伙伴SCRM为模型，我们表明，删除ACTL结构域会削弱转录因子在体内的功能，并对每种蛋白产生不同的后果。在这四种转录因子各自独特的天然表达区域中进行邻近标记，并结合竞争性结合测定，结果显示，ACTL缺失会削弱二聚化作用，并使这些转录因子转向替代性伙伴，从而偏置其可招募的共调控因子，并损害其功能。 对bHLH-ACTL二聚体的调查显示，其相互作用界面通常具有互补的表面电荷，尽管其一级序列可能不同，这表明它们在选择性方面具有共同的生物物理学基础。由于ACTL结构域在植物中与bHLH结构域协同进化，匹配的ACTL结构域之间的相互作用可能代表了一种调控bHLH家族内部二聚化伙伴特异性的一般机制。

碱性螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix, bHLH）转录因子（transcription factors, TFs）构成了植物中最大的转录因子家族之一。bHLH以二聚体形式发挥作用，而配对伙伴的选择会对DNA结合及靶基因调控产生深远影响。伙伴特异性在很大程度上由bHLH结构域的组成决定，但越来越多的证据表明，诸如ACT样（ACT-like, ACTL）结构域等附加结构域也可能有助于这种特异性的形成。以气孔谱系bHLH蛋白SPCH、MUTE、FAMA及其共同伙伴SCRM为模型，我们表明，删除ACTL结构域会损害转录因子在体内的功能，并对每种蛋白产生不同的后果。结合这四种转录因子在其各自天然特异表达区域中的邻近标记实验与竞争性结合实验，我们发现，ACTL缺失会削弱二聚化，并将这些转录因子重新导向替代性伙伴，从而偏置其可招募的共调控因子，并损害其功能。对bHLH-ACTL二聚体的调查显示，尽管其一级序列可能不同，但其相互作用界面通常具有互补的表面电荷，这提示它们在选择性方面具有共同的生物物理学基础。由于ACTL结构域在植物中与bHLH结构域发生了协同进化，匹配的ACTL结构域之间的相互作用可能构成一种普遍机制，用于调控bHLH家族内部二聚化伙伴特异性。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.07.743395v1?rss=1

🏷️ 气孔发育 bHLH转录因子 ACTL结构域 蛋白互作特异性 二聚化调控 植物分子机制