一种能与多种脂质受体结合的毒性蛋白的灵活特性

植物与病原体的相互作用是植物健康和农业生产面临的主要挑战之一。其中，微生物病原体分泌的一类广泛存在的细胞溶素——类坏死和乙烯诱导肽1蛋白（NLPs），会对植物造成威胁。NLPs通过与植物细胞膜中的糖基肌醇磷酸神经酰胺（GIPCs）相互作用来破坏膜结构，不过这种相互作用的特异性一直不明确。

为了探究这一问题，研究人员以来源于双子叶植物（如烟草）和单子叶植物（如韭菜）的GIPCs构建模型膜，研究了NLPs的结合能力和孔道形成过程。他们选用了两种细胞毒性NLP：一种是来自真菌Moniliophthora perniciosa的MpNEP2，另一种是来自卵菌Pythium aphanidermatum的NLPPya。实验结果显示，这两种NLPs的膜结合和损伤能力超出了之前对卵菌NLPs的研究范围，它们不仅能与双子叶植物的GIPCs作用，还能与单子叶植物的GIPCs发生相互作用。

进一步研究发现，NLPPya对GIPCs的结合具有广谱性，尤其偏好分支的GIPC B系列脂质。通过高效薄层色谱（HPTLC）分离和质谱分析，研究人员确定烟草和韭菜中的GIPC B系列都具有分支结构，这与之前认为的线性结构不同。表面等离子体共振（SPR）实验表明，NLPPya与GIPC B系列的结合亲和力更高，且解离速度更慢。

分子动力学模拟则揭示了NLPPya的结构可塑性是其能与多种GIPC头部基团相互作用的原因。NLPPya结合凹槽周围的 loops（如L1、L2、L3等）具有高度灵活性，能够调整构象以适应不同GIPC头部基团的结构，从而实现广谱结合。此外，研究还发现植物甾醇能增强NLPs与膜的结合。

这些结果澄清了NLP细胞毒性的分子基础：NLPs通过结构可塑性与不同类型的GIPCs结合，进而在膜上形成瞬时孔道，导致膜通透性改变和细胞损伤。这也解释了为何NLPs能对多种植物（包括部分单子叶植物）产生致病性，强调了它们在广谱致病过程中的重要作用。该研究有助于深入理解植物与病原体的相互作用机制，为农业生产中防控植物病害提供了新的思路。