Seit der Charakterisierung des Gen-für-Gen-Konzepts bei der Resistenz gegen Pflanzenkrankheiten durch Flor in den 1940er Jahren spielen Resistenzgene (R) eine zentrale Rolle bei der Züchtung resistenter Pflanzen. Es ist nun bekannt, dass Gen-für-Gen-Resistenz das Ergebnis der Effektor-ausgelösten Immunantwort in Pflanzen ist. Die molekulare Charakterisierung von R-Proteinen zeigt, dass sie analog zu den intrazellulären NOD-ähnlichen Rezeptoren (NLRs) des tierischen angeborenen Immunsystems funktionieren und daher typischerweise als pflanzliche NLR-Proteine ​​bezeichnet werden.

Modell für die Signalisierung durch kooperative Versammlungsbildung (SCAF) von Pflanzen-NLRs.
Modell für die Signalisierung durch kooperative Versammlungsbildung (SCAF) von Pflanzen-NLRs. Wenn sie nicht durch Pathogeneffektoren herausgefordert werden, existieren Pflanzen-NLRs im Gleichgewicht zwischen einer geschlossenen inaktiven Konformation (stabilisiert durch ADP-Bindung) und einer offenen aktivierten Konformation, wobei das Gleichgewicht stark in Richtung der ersteren verzerrt ist. Sowohl die Bindung von ATP als auch des Effektors (oder des effektorinduzierten Auslösers im Fall der indirekten Effektorerkennung) stabilisiert die aktive Konformation, aber nur wenn sowohl ATP als auch der Effektor gebunden sind, verschiebt sich das Gleichgewicht ausreichend in Richtung der aktiven Konformation, um zu bewirken, dass nachgelagerte Ereignisse stattfinden. Das aktive Konformer weist neue Grenzflächen auf, die die Oligomerisierung unterstützen, und die NLRs können oligomerisieren. In Analogie zu NAIP/NLRC4 kann ein kleiner Anteil aktiver NLRs den Konformationsübergang weiterer inaktiver NLRs in die aktive Konformation auslösen und ihnen ermöglichen, an der Oligomerisierung teilzunehmen, was zu einem kooperativen Zusammenbau des Resistosoms führt. Die nachgeschalteten Adapter und „Effektorenzyme“ wurden in diesem Stadium in Pflanzensystemen noch nicht identifiziert.

Bentham et al. Vergleichen Sie die strukturellen und funktionellen Eigenschaften von pflanzlichen und tierischen NLRs und greifen Sie auf die umfassenderen strukturellen Informationen zurück, die für tierische NLRs verfügbar sind, um dabei zu helfen, das aktuelle strukturelle und biochemische Wissen, das für pflanzliche NLRs verfügbar ist, in Einklang zu bringen.

Dieses Papier ist Teil der Annals of Botany Sonderausgabe zur Pflanzenimmunität. Der Zugang ist bis Juni 2017 und nach April 2018 kostenlos.