The inhibitor of apoptosis (IAP) proteins potently inhibit the catalytic activity of caspases. While profound insight into the inhibition of the effector caspases has been gained in recent years, the mechanism of how the initiator caspase-9 is regulated by IAPs remains enigmatic. This paper reports the crystal structure of caspase-9 in an inhibitory complex with the third baculoviral IAP repeat (BIR3) of XIAP at 2.4 Å resolution. The structure reveals that the BIR3 domain forms a heterodimer with a caspase-9 monomer. Strikingly, the surface of caspase-9 that interacts with BIR3 also mediates its homodimerization. We demonstrate that monomeric caspase-9 is catalytically inactive due to the absence of a supporting sequence element that could be provided by homodimerization. Thus, XIAP sequesters caspase-9 in a monomeric state, which serves to prevent catalytic activity. These studies, in conjunction with other observations, define a unified mechanism for the activation of all caspases.

Nucleotide-binding, leucine-rich repeat receptors (NLRs) perceive pathogen effectors to trigger plant immunity. Biochemical mechanisms underlying plant NLR activation have until now remained poorly understood. We reconstituted an active complex containing the Arabidopsis coiled-coil NLR ZAR1, the pseudokinase RKS1, uridylated protein kinase PBL2, and 2'-deoxyadenosine 5'-triphosphate (dATP), demonstrating the oligomerization of the complex during immune activation. The cryo-electron microscopy structure reveals a wheel-like pentameric ZAR1 resistosome. Besides the nucleotide-binding domain, the coiled-coil domain of ZAR1 also contributes to resistosome pentamerization by forming an α-helical barrel that interacts with the leucine-rich repeat and winged-helix domains. Structural remodeling and fold switching during activation release the very N-terminal amphipathic α helix of ZAR1 to form a funnel-shaped structure that is required for the plasma membrane association, cell death triggering, and disease resistance, offering clues to the biochemical function of a plant resistosome.

First Defense In defense against bacterial infection, plants carry a cell-surface receptor, known as FLS2, that can bind to a fragment of bacterial flagellin and trigger defense responses. Y. Sun et al. (p. 624 , published online 10 October) investigated the structural details that govern the binding between FLS2, its co-receptor BAK1, and the flagellin fragment flg22. The assembled complex initiates signals to activate the plant's innate immune response.

Pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) elicit basal defense responses in plants, and, in turn, pathogens have evolved mechanisms to overcome these PAMP-induced defenses. To suppress immunity, the phytopathogenic bacterium Pseudomonas syringae secretes effector proteins, the biochemical function and virulence targets of which remain largely unknown. We show that HopAI1, an effector widely conserved in both plant and animal bacterial pathogens, inhibits the Arabidopsis mitogen-activated protein kinases (MAPKs) activated by exposure to PAMPs. HopAI1 inactivates MAPKs by removing the phosphate group from phosphothreonine through a unique phosphothreonine lyase activity, which is required for HopAI1 function. The inhibition of MAPKs by HopA1 suppresses two independent downstream events, namely the reinforcement of cell wall defense and transcriptional activation of PAMP response genes. The MAPKs MPK3 and MPK6 physically interact with HopAI1 indicating that they are direct targets of HopAI1. These findings uncover a mechanism by which Pseudomonas syringae overcomes host innate immunity to promote pathogenesis.

Dissecting Chitin Binding The chitin in fungal cells walls serves as a trigger to initiate plant defenses against pathogenic fungi. Arabidopsis detects these signals through a cell surface chitin receptor whose intracellular kinase domain initiates a signaling cascade in response to chitin that activates the plant's response to infection. Liu et al. (p. 1160 ) have now solved the crystal structure of the Arabidopsis chitin receptor AtCERK1. The results show how chitin binds to the receptor and suggest that the biological response requires dimerisation of the receptor when it binds a chitin oligomer at least seven or eight subunits long.

The inhibitor of apoptosis (IAP) proteins suppress cell death by inhibiting the catalytic activity of caspases. Here we present the crystal structure of caspase-7 in complex with a potent inhibitory fragment from XIAP at 2.45 Å resolution. An 18-residue XIAP peptide binds the catalytic groove of caspase-7, making extensive contacts to the residues that are essential for its catalytic activity. Strikingly, despite a reversal of relative orientation, a subset of interactions between caspase-7 and XIAP closely resemble those between caspase-7 and its tetrapeptide inhibitor DEVD-CHO. Our biochemical and structural analyses reveal that the BIR domains are dispensable for the inhibition of caspase-3 and -7. This study provides a structural basis for the design of the next-generation caspase inhibitors.

Plants use receptor kinases, such as FLS2 and EFR, to perceive bacterial pathogens and initiate innate immunity. This immunity is often suppressed by bacterial effectors, allowing pathogen propagation. To counteract, plants have evolved disease resistance genes that detect the bacterial effectors and reinstate resistance. The Pseudomonas syringae effector AvrPto promotes infection in susceptible plants but triggers resistance in plants carrying the protein kinase Pto and the associated resistance protein Prf. Here we show that AvrPto binds receptor kinases, including Arabidopsis FLS2 and EFR and tomato LeFLS2, to block plant immune responses in the plant cell. The ability to target receptor kinases is required for the virulence function of AvrPto in plants. The FLS2-AvrPto interaction and Pto-AvrPto interaction appear to share similar sequence requirements, and Pto competes with FLS2 for AvrPto binding. The results suggest that the mechanism by which AvrPto recognizes virulence targets is linked to the evolution of Pto, which, in association with Prf, recognizes the bacterium and triggers strong resistance.