Les hormones stéroïdes végétales, également connues sous le nom de brassinostéroïdes (BR), jouent un rôle crucial dans divers processus de croissance et de développement des plantes. Malgré leur importance, les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la manière dont les BR régulent la croissance des plantes au niveau atomique n'ont pas été entièrement élucidés. Les progrès récents en biologie structurale et en techniques biophysiques ont fourni des informations significatives sur les interactions entre les BR et leurs récepteurs, mettant en lumière les bases moléculaires de la signalisation des BR.

BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1 (BRI1) est le principal récepteur des BR. Il appartient à la famille des kinases de type récepteur (RLK) à répétition riche en leucine (LRR). Des études structurelles utilisant la cristallographie aux rayons X et la cryomicroscopie électronique (cryo-EM) ont révélé l'architecture détaillée du complexe BRI1-BR. Le domaine de liaison hormonale de BRI1 se compose d'un domaine LRR extracellulaire et d'un domaine transmembranaire. Lors de la liaison du BR, BRI1 subit des changements de conformation, conduisant à l'activation de son domaine kinase intracellulaire.

La kinase BRI1 activée phosphoryle des substrats spécifiques en aval, déclenchant une cascade d'événements de signalisation qui contrôlent finalement la croissance et le développement des plantes. Un substrat critique est la BRI1-ASSOCIATED KINASE 1 (BAK1), une autre LRR-RLK. Le complexe BRI1-BAK1 est localisé au niveau de la membrane plasmique et joue un rôle central dans la signalisation BR. L'analyse structurale du complexe BRI1-BAK1 a permis de mieux comprendre les mécanismes moléculaires de l'interaction et de l'activation de BRI1-BAK1.

Outre BRI1, d’autres composants de la voie de signalisation BR ont également été étudiés au niveau atomique. Par exemple, la structure cristalline de la BRASSINOSTEROID-SIGNALING KINASE 1 (BSK1), une kinase en aval de la voie de signalisation BR, a été déterminée. La structure révèle la base moléculaire de l'activation de BSK1 et son interaction avec d'autres composants de signalisation.

De plus, des études structurelles sur les interactions entre les BR et diverses protéines impliquées dans le transport et le métabolisme des BR ont contribué à notre compréhension de l'activité biologique globale de l'hormone. Ces études ont identifié des résidus clés et des sites de liaison essentiels à la perception, à la signalisation et à la régulation du BR.

La compréhension au niveau atomique de la signalisation BR constitue une base pour des recherches plus approfondies sur les mécanismes moléculaires de la régulation de la croissance des plantes par les hormones stéroïdes. Il offre également des pistes potentielles pour le développement de nouvelles stratégies permettant de manipuler la croissance et le développement des plantes à des fins agricoles et biotechnologiques.