植物科学：植物のフィトクロムBは独特なシグナル伝達能を持つ非対称な二量体である
Nature 604, 7904 doi: 10.1038/s41586-022-04529-z
植物の光受容の多くの側面は、ビリン含有光受容体のフィトクロム（Phy）ファミリーによって媒介されており、これらの受容体は不活性なPr配座異性体と活性なPfr配座異性体の間で可逆的に相互変換する。生化学研究が盛んに行われてきたにもかかわらず、植物のPhyシグナル伝達の詳細は、適切な3Dモデルがないためにいまだ完全には理解されていない。今回我々は、シロイヌナズナ（Arabidopsis）のPr状態にあるPhyBのクライオ電子顕微鏡構造を報告する。この構造によって、PhyBが原核生物の類縁体とは大きく異なり、トポロジー的に複雑な二量体構造をとることが明らかになった。予想された平行構造とは異なり、C末端のヒスチジンキナーゼ関連ドメイン（HKRD）は頭部同士で結合しているが、N末端の光感知領域は頭部と尾部が結合してほぼ2回対称の平行四辺形プラットフォームを形成している。このプラットフォームを内部でつないでいるのは、2つある内部Per/Arnt/Simドメインの2つ目（このドメインは相対するプロトマーの光感知モジュールに結合する）と、その前にある「モジュレーター」ループ（これは自身が属するプロトマーの光感知モジュールに強く結合する）である。これらの結合はいずれもPfrからPrへと戻る熱的変換を加速させ、これは、二量体の形成とPfrの安定性が逆相関することと符合する。HKRDとプラットフォームが不均等に接していることで、PhyBに顕著な非対称性が生じ、これが各プロトマーに異なるシグナル伝達能を付与している可能性がある。我々は、この独特な構造の動的変化が幅広い光状態に感受性を持つ表面を作り出し、植物のPhy光受容体とそれらのシグナル伝達相手の間のコンホメーション依存的な相互作用を可能にしていると提唱する。
