近日，广西大学生命科学与技术学院明振华教授、蔡文国副教授团队联合崖州湾国家实验室陈玲玲教授团队、西南大学宋佳明研究员团队在植物激素互作组学研究领域取得重要进展。研究成果以“DockingDB: an online reverse docking database for plant hormone research”为题发表于国际植物学权威期刊Plant Communications上。
研究背景
植物激素作为调控植物生长发育的关键信号分子，在协调生理过程与环境适应性中发挥核心作用。由于植物激素在体内浓度极低且检测技术存在局限，高通量识别鉴定植物激素的互作蛋白一直是植物科学领域的挑战。该研究通过整合反向分子对接、分子动力学模拟及实验验证，构建了DockingDB数据库，为系统解析激素-蛋白质相互作用提供了高效的技术平台。
研究内容
本研究通过构建DockingDB在线反向对接数据库，阐明了多种植物激素在全蛋白质组规模下的潜在互作靶点，并深入解析了细胞分裂素的新型互作因子及其功能。
DockingDB数据库构建与反向虚拟筛选：研究团队整合了来自RCSB PDB的5,794个实验解析的植物蛋白质结构，识别出18,795个可对接活性口袋，覆盖了拟南芥及小麦、玉米、水稻等主要农作物。该数据库基于UCSF DOCK6开发，实现了自动化并行计算流程，涵盖了生长素、细胞分裂素、赤霉素等八类核心植物激素的分子对接信息。
高通量鉴定与分子动力学验证：以细胞分裂素（CK）代表分子激动素（Kin）为例，该系统成功识别出AHK4等已知受体。通过结合能筛选出24个高置信度候选蛋白，并结合100纳秒分子动力学模拟验证了其结合稳定性，且利用微量热泳动（MST）实验进一步证实了其中8个蛋白与Kin具有显著相互作用。
新型互作蛋白AtPMT1的功能解析：研究聚焦于新鉴定的拟南芥蛋白AtPMT1。实验发现细胞分裂素处理可诱导该基因表达；Atpmt1 敲除突变体表现出根发育受损、维管束细胞列数增加等信号突变体表型。液相色谱-串联质谱分析显示，突变体中多种CK衍生物水平显著改变，提示AtPMT1可能通过甲基化途径参与细胞分裂素的稳态调控。
研究结论
综上所述，该研究通过整合反向分子对接、分子动力学模拟和实验验证，成功建立了一条高效鉴定植物激素新互作蛋白的技术路线。DockingDB数据库的构建及对AtPMT1等因子的解析，深化了对植物激素代谢与信号转导网络的理解，为未来提高作物产量和抗逆性提供了潜在的分子靶点。
研究团队
华中农业大学信息学院博士生郭仪雄、广西大学生命科学与技术学院博士生刘芬梅、徐信栋、许国绿为该论文共同第一作者，崖州湾国家实验室/广西大学陈玲玲教授、广西大学明振华教授、蔡文国副教授、西南大学宋佳明研究员为论文共同通讯作者。湖南大学姚瑞枫教授在实验方面提供了重要支持。该研究得到了国家自然科学基金、广西自然科学基金创新群体等项目的资助。
文章链接：DOI:10.1016/j.xplc.2026.101880
一审一校 蔡文国
二审二校 明振华
三审三校 李伟辉
