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植物防御真菌侵染的新机制
来源:基因农业网 发布时间:2019-01-25

黑穗病 (Maize smut disease) 是玉米生产中的主要病害之一,其致病菌为活体营养型真菌玉米黑粉菌 (Ustilago maydis),真菌侵染植物时,分支酸变位酶(chorismate mutase)Cmu1特异性高表达。研究人员对Cmu1结构解析发现,Cmu1以同源二聚体形式存在,其中每个单体含有9个α-螺旋,螺旋α2和相邻的Loop环区域形成调控色氨酸和酪氨酸的结合位点,同时发现螺旋α2周围存在额外的α-螺旋(α2a)和Loop环区域(extensive loop region, ELR),此结构可能是其对玉米胞质中氨基酸水平的波动表现出抗性的原因。研究人员通过免疫共沉淀(co-IP)结合LC-MS的方式发现了一个玉米蛋白 (annotation: GRMZM2G073114),其与来自猕猴桃的kiwellin蛋白(KWL1)存在氨基酸序列同源性。研究人员解析了Cmu1–ZmKWL1复合体的晶体结构,发现ZmKWL1由9条β-链(命名为β1至β9)和一条连接β8和β9的短α-螺旋区组成。Cmu1-ZmKWL1主要通过极性和非极性相互作用结合,环L1、L2和L3对ZmKWL1与Cmu1的相互作用至关重要。两个ZmKWL1分子聚集在Cmu1同源二聚体的活性位点附近,隐藏氨基酸底物的催化位点。Kiwellins存在于大多数植物中,许多单子叶植物编码超过20个kiwellins。ZmKWL1在玉米细胞中产生,可能通过N-端信号肽分泌到质外体;在质外体,ZmKWL1结合Cmu1并抑制其活性。除了ZmKWL1之外,玉米基因组还编码19种kiwellin蛋白,而这些蛋白的同源靶标依然未知。ZmKWL1中与Cmu1相互作用所需的所有区域在玉米的不同kiwellin蛋白中是高度可变的。

对ZmKWL1的三种不同旁系同源物的研究表明:它们不能与Cmu1相互作用且不能抑制分支酸变位酶活性。因此,研究人员推测玉米其他kiwellins可能特异性地针对另外一些未知的真菌效应物。

(文章题目:A kiwellin disarms the metabolic activity of a secreted fungal virulence factor

(文章链接:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0857-9)

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