西北農林科技大學生命科學學院奚緒光教授團隊聯合陳坤明教授團隊揭示水稻NAL1蛋白酶通過調節(jié)轉錄因子FZP相分離增強轉錄級聯的新機制

近日，生命科學學院奚緒光教授團隊聯合作物抗逆與高效生產全國重點實驗室陳坤明教授團隊、法國里昂高等師范學院Stephane Rety教授在PNAS在線發(fā)表了題為“NAL1 forms a molecular cage to regulate FZP phase separation”的研究論文。該研究全面解析了水稻NAL1蛋白酶的結構與功能，揭示了NAL1蛋白酶調控其生理底物FZP轉錄因子相分離的分子機制，不僅為深入理解NAL1的多功能分子機制提供新見解，同時也為作物高產育種策略的制定提供重要的理論依據。
 
　　研究團隊利用結構生物學（X射線晶體衍射和冷凍電鏡三維重構）、生物化學和細胞生物學等多學科技術手段，解析了NAL1蛋白酶獨特的六聚體結構：該結構由兩個堆疊的三聚體組成，形成一個具有較寬中心通道和三個較窄側通道的大“分子籠”。這種結構特征對維持NAL1蛋白酶催化三聯體的活性構象至關重要。最值得注意的是，研究發(fā)現轉錄因子FZP在體內外均可通過相分離形成生物分子凝聚體。NAL1蛋白酶通過特異性水解FZP蛋白的內在無序區(qū)（IDR），降低其胞內濃度，促使完整的FZP轉錄因子從凝聚體中釋放，進而增強下游基因的轉錄表達，最終提高水稻的二級分枝和產量。以上發(fā)現不僅深化了對NAL1蛋白酶復雜調控機制的理解，同時為設計提高作物產量的精準育種策略提供了理論依據。
 
　　西北農林科技大學博士后黃凌云、生命科學學院在讀博士生王婷婷和石鵬濤為本文的共同第一作者；生命科學學院奚緒光教授、陳坤明教授以及法國里昂高等師范學院Stephane Rety教授為論文的共同通訊作者。
 
　　該研究得到了國家自然科學基金（32071291、32201042和32071225）、中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金（2452023069）和陜西省重點研發(fā)計劃項目（2024NC-ZDCYL-01-07）資助。
 
　　原文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2419961122



日期：2025-08-15