FERONIA（FER）属于长春花受体激酶家族CrRLK1L的核心成员之一，具有胞外配体识别区、跨膜区及胞内激酶区的典型结构。近二十年研究表明，FER激酶在植物生长发育、抗逆及抗病中发挥重要作用，而FER激酶区相关信号调控及其对农业生产、作物性状改良等方面研究较少。因此，开发高效的FER激酶小分子工具，对于揭示其在精准农业中的调控机制具有重大意义。

2025年11月6日，北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命科学联合中心雷晓光团队与华东师范大学生命科学学院李超团队在Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America上在线发表题为“Unveiling FERONIA Receptor Kinase-mediated Cellular Mechanisms with Small Molecule Inhibitor”的合作研究论文。该研究首次开发出调控FER激酶的高活性、高选择性小分子抑制剂FRV，并研究了FRV抑制FER的机制及生物学功能。

研究团队通过高通量筛选鉴定出小分子化合物Ferovicin（FRV）能特异性抑制FER激酶活性，并显著抑制植物根部细胞生长。共晶结构解析表明，FRV结合于FER激酶的ATP口袋，与Lys565、Tyr610等关键残基通过氢键和疏水作用稳定结合。点突变实验证实这些残基对FRV高效抑制FER功能至关重要。激酶活性与亲和力实验显示FRV对FER具有高度选择性。

磷酸化蛋白质组学分析发现，FRV可抑制RALF1小肽诱导的FER第695位丝氨酸（S695）的磷酸化，并影响下游信号。进一步实验表明，RALF1–FER通路通过调控质子泵AHA1/2第899位丝氨酸（S899）的磷酸化，影响胞外pH，从而调控根细胞伸长。AHA2S899D和FERS695A突变体均对RALF1处理不敏感，证实这两个磷酸化位点在信号传导中的关键作用。

综上，该研究不仅揭示了FRV作为FER特异性抑制剂的作用机制，还明确了S695是FER被RALF1激活的关键磷酸化位点，并阐明了下游通过AHA1/2质子泵S899位点的磷酸化调控影响主根表皮分生区细胞伸长的机理。FRV作为FER激酶有效抑制剂，对于调控FER介导的生物学过程及机制解析具有重要作用，并有望成为农作物远缘杂交育种和免疫调控的重要工具。

图1｜FRV小分子调控FER激酶活性及其介导的信号通路的分子机制模型图。

邮箱：

xglei@pku.edu.cn

实验室主页：

http://www.chem.pku.edu.cn/leigroup

研究领域：

化学生物学，有机合成化学，合成生物学，与创新药物研发。

研究方向：

小分子影响了许多重要的生物过程，因此它们可以被认为是生物中心法则的另一个重要的组成成分。具有生物活性的小分子可以是通过自然进化选择的天然产物，也可以是通过有机合成制造的药物分子和化学探针。我们课题组致力于发展和应用新颖的活性小分子和化学技术去系统深入地研究重要生命过程，阐明与人类重大疾病密切相关的生物信号转导通路中新的分子作用机制，去验证全新的药物靶点，从而帮助解决重大生物医学难题。