[發明專利]稻瘟病菌促分裂原活化蛋白激酶Mps1的蛋白質晶體結構及其在殺菌劑靶標中的應用

在審

• 申請號: 201711206792.8
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107904217A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 劉俊峰;周鋒;張國珍;彭軍波;張圓圓
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C12N9/12
• 分類號: C12N9/12
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司11279
• 代理人: 葉立濤,周際

技術領域

本發明涉及分子生物學和基因工程技術領域，具體涉及一種稻瘟病菌促分裂原活化蛋白激酶Mps1的蛋白質晶體結構及其在殺菌劑靶標中的應用。

背景技術

水稻是世界上主要的糧食作物之一，全世界約有50％的人口以稻米作為主食。然而，由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)侵染水稻引起的稻瘟病是世界各水稻產區普遍發生、危害極大的真菌性病害，也是制約水稻安全生產和糧食安全供給的重要威脅之一。據報道，每年由稻瘟病引起的水稻產量損失約10％～30％，對世界糧食安全產生了巨大的影響(Skamnioti and Gurr,2009)。目前，由于尚未選育出能夠有效抵抗稻瘟病菌的抗病品種，稻瘟病的防治仍以化學藥劑為主，但是由于殺菌劑的長期、大量和不科學的使用，稻瘟病菌對殺菌劑產生抗藥性的報道已屢見不鮮，故對稻瘟病菌具有較高特異性的綠色殺菌劑靶標的挖掘及具有較高活性的綠色殺菌劑研制已迫在眉睫。

由于蛋白激酶在真核生物中廣泛存在，并參與了許多生命活動的過程，一般認為，蛋白激酶(Protein kinase)均可以作為藥物靶標來開展相關研究。因蛋白激酶主要的氨基酸殘基相近、拓撲結構相似、催化位點的關鍵氨基酸保守，所以其在結構上均具有較高的保守性。目前，已有很多哺乳動物的激酶蛋白及其復合物的晶體結構被成功解析，如胞外信號調節蛋白激酶(ExtracelluLar-signal reguLated protein kinase,ERK)、c-Jun氨基末端激酶(C-Jun N-terminal kinase,JNK)和p38等激酶的蛋白晶體結構，以及p38分別與MAPK抑制劑BIRB796和Sorafenib、ERK2與MAPK抑制劑rosiglitazone復合物的蛋白晶體結構(Wilson et al.,1996；Pargellis et al.,2002；Simard et al.,2009；Gelin et al.,2015)，因此，將蛋白激酶作為藥物靶標在哺乳動物中已經得到了廣泛而深入的研究，且目前已有關于小分子蛋白激酶抑制劑在臨床中得到了推廣與應用(Wu et al.,2015)。

研究表明，在稻瘟病菌中主要存在由MAPKKK，MAPKK和MAPK 3個元件組成的信號級聯通路，并通過自上而下的磷酸化作用而形成級聯反應，且被磷酸化后的MAPK通過與其下游的轉錄因子相互作用來調控稻瘟病菌的致病力，進而影響稻瘟病菌的致病性(Hamel et al.,2012)。Mps1(Slt2-MAPK)是一類對稻瘟病菌的生長發育起重要調控作用的促分裂原活化蛋白激酶，在稻瘟病菌中參與的功能主要包括調節細胞壁的完整性、應對不良環境條件的響應以及調控致病力等方面，其中，Mps1對細胞壁的完整性、孢子的侵入生長是必需的，缺失Mps1可導致稻瘟病菌附著胞不能穿透寄主表皮而導致侵染失敗(Xu et al.,1998)。

在蛋白激酶研究中，雖然將MAPK作為藥物靶標在哺乳動物中來開展相關研究已有報道，但是在植物病原真菌中將促分裂原活化蛋白激酶作為藥物靶標并開展相關研究尚未見報道；Mps1作為稻瘟病菌中常見的促分裂原活化蛋白激酶之一，其表型與稻瘟病菌的致病性直接相關，理論上亦可作為藥物靶標在稻瘟病菌中開展有關抑制劑或殺菌劑分子設計方面的研究。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種稻瘟病菌促分裂原活化蛋白激酶Mps1的蛋白質晶體結構及其在殺菌劑靶標中的應用，從而為后期基于靶標開展有關殺菌劑分子設計相關的研究提供了結構指導。

為實現上述目的，本發明提供了一種稻瘟病菌促分裂原活化蛋白激酶Mps1的蛋白質晶體結構，所述蛋白質晶體結構由兩個分子組成。

上述蛋白質晶體結構在另一種實施方式中，所述兩個分子為分子A和分子B，所述分子A和分子B的氨基酸序列是相同的，即SEQ ID NO:1，NCBI基因編號為MGG_04943。

上述蛋白質晶體結構在另一種實施方式中，分子A羧基端中的Glu450與分子B中的Tyr234和Val235，分子A羧基端中的Glu452與分子B中的Ser258、Arg260和Ala261，分子A羧基端中的Leu457與分子B中的lle199分別通過形成氫鍵而相互作用。