过氧化氢是单细胞和多细胞生物中活性氧的主要形式，响应外界胁迫和内部触发在细胞外产生。过氧化氢通过膜上的水通道蛋白进入细胞内，共价修饰胞质蛋白来调控信号转导和细胞生物学过程。然而，细胞表面也存在过氧化氢感受器还是未知。植物细胞中，过氧化氢触发钙离子的内流，这一过程被认为与过氧化氢的感受和信号转导相关。
通过基于钙离子成像的正向遗传筛选，Wu等人在拟南芥中分离出hydrogen-peroxide-induced Ca2+ increases(hpca) 突变体。HPCA1是富亮氨酸重复受体激酶，属于之前未阐明的亚家族，以胞外结构与上两对额外的半胱氨酸为特征。
HPCA1位于细胞膜，被过氧化氢通过胞外半胱氨酸残基的共价修饰激活，继而引起HPCA1的自身磷酸化。在保卫细胞中，HPCA1过氧化氢引起的钙离子通道的激活，这一机制导致了气孔关闭。
这一发现有助于确定胞外过氧化氢的感受与多种外界胁迫响应的整合，对设计适应性增强的作物也有启示。
Title: Hydrogen peroxide sensor HPCA1 is an LRR receptor kinase in Arabidopsis
Authors: Feihua Wu, Yuan Chi, Zhonghao Jiang, Yuanyuan Xu, Ling Xie, Feifei Huang, Di Wan, Jun Ni, Fang Yuan, Xiaomei Wu, Yanyan Zhang, Li Wang, Rui Ye, Benjamin Byeon, Wenhua Wang, Shu Zhang, Matthew Sima, Suping Chen, Minghua Zhu, Jessica Pei, Douglas M. Johnson, Shan Zhu, Xiaoqiang Cao, Christopher Pei, Zijing Zai, Yihao Liu, Tianyi Liu, Gary B. Swift, Weiguo Zhang, Min Yu, Zhangli Hu, James N. Siedow, Xian Chen & Zhen-Ming Pei
Link: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2032-3
DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2032-3
Publication date: 2020/02/19
