【文献分享】瓜类白粉病菌内EWCA（Effectors With

2021-02-16 本文已影响0人巩翔宇Ibrahimovic

写在前面
本次分享的文献是1月30日发表再《the plant cell》上的文章，“Effectors With Chintinase Activity (EWCAs), a family of conserved, secreted fungal chitinases that suppress chitin-triggered immunity”。文章主要运用了多种手段，揭示了一类效应子抑制真菌几丁质介导的免疫反应。

Results

1.Sequence analysis of Podosphaera effector candidates and expression analysis

该研究首先通过序列相似性分析和侵染过程中基因表达量差异检测，鉴定到白粉病菌中一类未知功能的蛋白PECs。

2.Silencing of PEC genes induced activation of the plant immune system and delayed fungal development

对候选PEC基因进行沉默后，利用qPCR评估真菌生物量，发现突变体菌落变小吸器更少，进一步检测植物中胼胝质沉积和过氧化氢的积累情况，发现突变体菌株跟野生型相比显著诱导了宿主的免疫。如何测量活体的胼胝质和过氧化氢是下一步要学习的点。

3.Protein modeling and protein-ligand predictions revealed similarities to chitinases and chitin-binding proteins

这里他们采用了一个蛋白质3D模型预测的网站-I-TASSER(http://zhanglab.ccmb.med.umich.edu/I-TASSER)和三个工具CATH(http://www.cathdb.info/)，COACH(http://zhanglab.ccmb.med.umich.edu/COACH/)，和PHYRE2http://www.sbg.bio.ic.ac.uk/phyre2/html/page.cgi?id=index可惜的是，截至发稿，这三个网站我都登不上去。通过这三个工具预测得到PEC蛋白含有一个β三明治状的结构，之前报道该结构能和碳水化合物互作。使用CATH蛋白质分类数据库得到PEC蛋白属于糖苷水解酶家族。综上，PEC蛋白可能具有chitinase活性。

4.PEC1666, PEC1961, PEC2158, and PEC5191 showed chitin-binding and chitinase activities in vitro

原核纯化带his标签的四种PEC蛋白，将纤维素，胶状几丁质和木聚糖作为候选的配体，结果显示，PEC1961展示出较弱的chitinase的活性。
接下来使用不同类型的几丁质底物(包括4MU-(GlcNAc)_{3_，}

胶体几丁质和乙二醇几丁质)来验证chitinase的活性，结果显示：PEC1666对(GlcNAc)₃

和胶状几丁质展示出较高的chitinase的活性。
通过衡量还原性糖的数量来验证PEC蛋白的chitinase活性，使用胶状几丁质和乙二醇几丁质作为底物，使用木聚糖，纤维素和壳聚糖作为阴性对照，结果发现这四种PEC蛋白展示出chitinase活性，并且在30-45min时展示出最大，

4.PEC1666, PEC1961, PEC2158, and PEC5191 degraded chitin oligomers but did not degrade chitin from fungal cell walls

通过HPLC鉴定到，这些PEC蛋白只能降解大于4个残基的几丁质寡聚物，而对三聚物没有活性。因此给PEC蛋白取名为 effectors with chitinase activity(EWCA)。

5.EWCAs are secreted into the papillae to manipulate chitin-triggered immunity

已经证PEC蛋白具有chitinase的活性，作者就猜测沉默EWCA基因后会导致chitin介导的免疫的激活。
这些结果表明，瞬时敲除几丁质受体基因CERK1导致沉默EWCA基因后激活的植物反应被抑制，从而使真菌恢复生长。细胞生物学实验说明，在植物乳突中观察到GFP信号，

Model：

image.png

At fungal pathogen penetration sites, plant-secreted endochitinases release chitin fragments from fungal cell walls that can be recognized by the plant CERK1, activating chitin-triggered immunity. To counteract
this action, EWCAs are released by the fungus at the same sites to break down immunogenic chitin oligomers into smaller molecules, which cannot induce dimerization of CERK1, thus suppressing the activation of chitin-triggered immunity.

参考链接
1.https://mp.weixin.qq.com/s/RqrrN1wTRIxoLI9_w6sUtw
2.https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koab011/6119333