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CRYPTOCHROME(CRY)是广泛存在于动植物中的蓝光/A区紫外光受体,参与调控生物节律性及感应地磁场。植物CRY(如拟南芥CRY)参与调控植物的光形态建成、光控基因的表达、开花时间、气孔发育和气孔开放,以及抗病反应。CRY蛋白在结构上存在一个与CPD型photolyase(光裂解酶)相似的N端功能区PHR((P)(h)otolyase-(R)elated),以及一个photolyase不拥有的C端延伸区CCT((C)ryptochrome(C)-(t)erminus)。CRY的PHR功能区的主要作用是接受蓝光以及介导CRY的二聚化,而CCT介导CRY与下游因子COP1的蛋白直接相互作用以传递光信号。关于photolyase-CRY超家族的进化分析显示所有的photolyase蛋白和CRY蛋白N端PHR结构域的序列呈现高度保守性,甚至有少数氨基酸残基(如拟南芥CRY1的第380位甘氨酸)在photolyase-CRY的全部分类类群里都完全保守。我们在研究CRY1蛋白上处于N端PHR结构域中的WRWG基序的功能时,发现其中的甘氨酸转变为精氨酸的突变体蛋白CRY1 G380R具有组成型的光受体活性。通过转基因手段,我们发现过量表达CRY1G380R的拟南芥植株在蓝光、红光和远红光条件下呈现增强的光反应的表型,以及在黑暗下呈现与cop1-4突变体相似的组成型光形态建成的表型((C)(o)nstitutive(P)hotomorphogenic,COP表型)、组成型气孔发育和质体发育的表型,并且呈现不依赖于光周期的早开花表型。进一步的研究表明,由拟南芥CRY1的自身启动子驱动CRY1G380R的表达同样导致了COP表型及组成型气孔发育的表型；此外,我们对与CRY1的G380同源的拟南芥CRY2的G377和水稻的CRY1的G388进行了G/R突变,发现CRY2G377R和OsCRY1bG388R突变蛋白在拟南芥中的表达都能导致COP表型,暗示不同物种CRY的WRWG基序中的Gly与CRY的光受体活性密切相关。进一步的研究显示CRY1G380R与COP1在体内直接相互作用,并且在黑暗条件下能够促进COP1从细胞核到细胞质的的转移过程。根据上述结果,我们推测,CRY-PHR结构域中的WRWG基序中的Gly对于光调控CRY的光受体活性具有重要作用,光激活CRY1后所导致的构象变化有可能与CRY1 G380R突变体的蛋白构象具有相似性。