2025年1月22日,国际著名学术期刊PLoS Pathogens最新发表了中国科学院分子植物卓越创新中心Alberto Macho研究组的题为“A bacterial type III effector hijacks plant ubiquitin proteases to evade degradation”的研究论文。
大多数植物病原细菌通过向宿主细胞中分泌效应蛋白来抑制植物免疫应答和调控其他植物功能并导致宿主植物致病。对于植物细胞来说,这些效应蛋白属于外源危险蛋白,因此这些效应蛋白很有可能成为植物蛋白降解系统的靶标。然而,分泌进入宿主植物细胞内的效应蛋白仍能行使其毒力功能,说明了效应蛋白在植物细胞中能够维持稳定状态,尽管这一分子机制还不清楚。
青枯菌能够侵染多种重要作物,引起细菌性青枯病。青枯菌寄主范围广泛,包括多种重要经济作物,如番茄、马铃薯、香蕉、茄子、辣椒等。该研究发现青枯菌效应蛋白RipE1在植物细胞中具有潜在被泛素化和降解的可能。然而,在植物细胞内,RipE1挟持植物激酶从而在特定氨基酸残基位点被磷酸化修饰,进而抑制泛素化修饰以促进其蛋白稳定性。另外,RipE1与植物去泛素化酶互作,来促进RipE1的去泛素化和蛋白稳定。
该研究揭示了在植物与病原菌协同进化过程中,效应蛋白在植物细胞内稳定或降解的分子事件,并且解析了病原体效应蛋白劫持植物翻译后修饰调控因子以促进自身的稳定性的分子机制。
中国科学院分子植物科学卓越创新中心已毕业博士生于文佳和在读博士生李蒙为本文第一作者,Alberto P. Macho研究员为本文通讯作者。中国科学院分子植物卓越创新中心博士生王文隽,技术员庄海燕,已毕业博士生罗佳敏,助理研究员桑玉英和韩国首尔国立大学Cecile Segonzac教授都参与了该工作。本研究得到了国家自然科学基金外国资深学者研究基金项目,国家外专项目等的支持。
文章链接:https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1012882
RipE1在植物细胞中维持蛋白稳定和行使功能的简要示意图