Fig.3 | Hypothetical model for Tin2 function. In the upper part the model for infection of maize with wild type U. maydis is depicted. Tin2 effector (red stars) is secreted, taken up by maize cells and is binding to the ZmTTK1 maize kinase (brown ellipsoid), which stabilizes the kinase and renders the kinase active. Active kinase is proposed to positively affect anthocyanin biosynthesis (purple) via the R transcription factor. Arrows and their thickness depict the activity of the anthocyanin and lignin pathway, respectively. The lower part depicts the situation that develops after infection with the tin2 mutant strain. In the absence of Tin2, ZmTTK1 is degraded and consequently more precursor may be available for lignin biosynthesis, leading to a reinforcement of plant cell walls (brown) which may be limiting fungal spread and nutrition.
The Cmu1 effector: The secreted chorismate mutase effector Cmu1 was the first effector of U. maydis for which we had unambiguously shown that the protein is taken up by host cells after secretion from fungal hyphae. This effector promotes virulence by lowering salicylate levels in infected tissue. Salicylic acid (SA) is a key plant defence hormone which plays an important role in local and systemic defense responses against biotrophic pathogens like U. maydis. As virulence of cmu1 deletion strains was only weakly attenuated compared to the wild type, we considered the possibility that U. maydis may possess alternative means to lower SA levels. We identified in the U. maydis genome a putative cytoplasmic salicylate hydroxylase, shy1, as one such candidate. shy1 was transcriptionally induced during the biotrophic stages of development, and the trigger for shy1 transcriptional induction was SA, suggesting the possibility of a SA-sensing mechanism in U. maydis. In addition, Shy1 activity was needed for growth on plates with SA as sole carbon source. However, in seedling infection assays, shy1 did not contribute to virulence. These results show that U.?maydis can use SA as carbon source and through this the fungus could conceivably lower the amounts of this plant defense hormone after infection. The lack of a virulence phenotype of ?shy1 strains most likely indicates that additional pathways exist that eliminate SA, i.e. enzymes that modify or conjugate SA, and that the corresponding genes are not expressed in axenic culture where we have seen the shy1 mutant growth phenotype.
With Cmu1 being the first translocated effector of U. maydis identified, we decided to map the translocation motif in Cmu1 to begin to analyze the translocation mechanism. To this end we generated a series of deletion mutants, which were first tested for their ability to complement an aro7 mutant of Saccharomyces cerevisiae. Mutants which were able to complement and thus had chorismate mutase activity, were subsequently tested for complementation of an U. maydis cmu1 mutant. This allowed us to map a motif of 20 amino acids downstream of the signal peptide that was not required for catalytic activity but was crucial for cmu1 function in U. maydis. Complementation could be restored when these 20 amino acids were replaced by a cell penetrating peptide from HIV Tat-protein. Orthologous proteins to Cmu1 from other smut fungi display only about 30 % identity with U. maydis Cmu1, but were nevertheless able to complement the virulence defect of the U. maydis cmu1 mutant, suggesting that they must also be taken up by plant cells. The sequence of the 20 amino acid stretch of Cmu1 downstream of the signal peptide also aligned very poorly and revealed only one conserved amino acid residue (Asp40) and two positions where amino acids with strongly similar properties are found (Asp37 and Leu39). To determine whether conserved amino acids in the 20 amino acid motif are required for function, Asp37 and Asp40 in Cmu1 were both substituted with Ala. The respective double mutant was unable to complement the virulence defect of the cmu1 deletion strain, suggesting that this region may in fact constitute the host uptake motif. Furthermore, microscopic studies indicate host membrane association of N-terminally tagged mCherry-Cmu1 fusion proteins in infected maize tissue, and this association depends on the presumed translocation motif. We suggest that Cmu1 may bind a membrane-associated receptor. Our current efforts lie in the identification of this molecule and in determining the structure of the Cmu1 domain that is implicated in binding and uptake.
fig.3 | สมมุติแบบฟังก์ชัน tin2 . ในส่วนบนรูปแบบการติดเชื้อของข้าวโพดกับป่าประเภท U . maydis เป็นภาพ . tin2 โต้ง ( ดาวแดง ) หลั่ง ถ่ายขึ้นโดยข้าวโพดเซลล์และผูกกับ zmttk1 ข้าวโพดไคเนส ( สีน้ำตาลทรงรี ) ซึ่งคง kinase kinase และแสดงในงานปราดเปรียว ไคเนส เสนอให้มีผลกระทบทางบวกต่อวิถีการสังเคราะห์แอนโธไซยานิน ( สีม่วง ) ผ่าน R ถอดความปัจจัย ลูกศรและความหนาของพวกเขาแสดงให้เห็นถึงกิจกรรมของแอนโธไซยานินและลิกนิน ) ตามลำดับ ส่วนล่างแสดงให้เห็นสถานการณ์ที่เกิดขึ้นหลังจากการติดเชื้อกับความเครียด tin2 กลายพันธุ์ ในการขาดของ tin2 ,zmttk1 มีการสลายตัว และจากนั้น มากกว่าสารตั้งต้นอาจไม่สามารถใช้ได้สำหรับลิกนินในด้านเสริมของผนังเซลล์พืช ( สีน้ำตาล ) ซึ่งอาจจะ จำกัด การกระจายของเชื้อราและโภชนาการ .
( cmu1 : หลั่ง chorismate มิวเตส ( cmu1 เป็นกระแรกของสหรัฐอเมริกา20 ที่เรามีกันแสดงให้เห็นว่าโปรตีนขึ้นมา โดยหลังจากการหลั่งจากเซลล์โฮสต์เส้นใยรา . โต้งนี้ส่งเสริมความรุนแรง โดยการลดระดับซาลิไซเลทในเนื้อเยื่อที่ติดเชื้อ กรด salicylic ( SA ) เป็นพืชที่สําคัญการป้องกันฮอร์โมนซึ่งมีบทบาทสำคัญในท้องถิ่นและการตอบสนองการป้องกันระบบต่อต้านเชื้อโรค biotrophic เช่น U . maydis .ตามความรุนแรงของการ cmu1 สายพันธุ์เป็นเพียงอย่างอ่อนลดเมื่อเทียบกับประเภทป่า เราพิจารณาความเป็นไปได้ที่ U . maydis อาจมีทางเลือกหมายถึง ลดลงในระดับ เราระบุใน U . maydis จีโนมการแสดงออกนี้เป็นคน hydroxylase shy1 , เป็นผู้สมัครหนึ่งเช่น shy1 คือ transcriptionally ที่เกิดในระหว่างขั้นตอน biotrophic ของการพัฒนาและกระตุ้นให้ shy1 particle induction คือซาชี้ให้เห็นความเป็นไปได้ของซาจากกลไกใน U . maydis . นอกจากนี้ กิจกรรม shy1 ที่จําเป็นสําหรับการเจริญเติบโตบนแผ่นกับซาเป็นแหล่งคาร์บอน อย่างไรก็ตาม พบการติดเชื้อต้นกล้า , shy1 ไม่ได้สนับสนุนความรุนแรง . ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่า วู ?20 สามารถใช้ซาเป็นแหล่งคาร์บอนและผ่านนี้เชื้อราที่น่ากลัวจะลดปริมาณของพืชนี้ป้องกันฮอร์โมนหลังจากการติดเชื้อ ขาดภาวะของโรค ? shy1 สายพันธุ์มากที่สุด พบว่า แนวทางเพิ่มเติมมีอยู่ที่ขจัดสา ได้แก่ เอนไซม์ที่ปรับเปลี่ยนหรือเบสซาและยีนที่ไม่แสดงออกในวัฒนธรรม axenic ที่เราได้เห็นการเติบโต shy1 กลายพันธุ์
กับ cmu1 เป็นครั้งแรกของอเมริการะบุ translocated ( 20 , เราตัดสินใจที่จะโยกย้ายแม่ลายแผนที่ใน cmu1 เริ่มวิเคราะห์กลไกการโยกย้าย . สุดท้ายเราสร้างชุดของการลบมนุษย์กลายพันธุ์ซึ่งแบบทดสอบความสามารถในการเติมเต็มการ aro7 Saccharomyces cerevisiae กลายพันธุ์ . มนุษย์กลายพันธุ์ที่สามารถเติมเต็มและดังนั้นจึงมีกิจกรรม chorismate มิวเตส , ภายหลังการทดสอบ Complementation ของ U . maydis cmu1 กลายพันธุ์นี้อนุญาตให้เราแผนที่ของ motif 20 กรดอะมิโน ผ่านสัญญาณเปปไทด์ ที่ไม่ใช้ฤทธิ์ แต่สำคัญสำหรับการทำงานใน cmu1 . maydis . เอนไซม์สามารถถูกเรียกคืนเมื่อเหล่านี้ 20 กรดอะมิโนถูกแทนที่ด้วยเซลล์เจาะเปปไทด์จากโปรตีนแทท ติดเชื้อ โปรตีน orthologous เพื่อ cmu1 จากเชื้อราก็อื่น ๆแสดงเพียงประมาณ 30% ตัวตนกับสหรัฐ20 cmu1 แต่อย่างไรก็ตามสามารถเสริมความรุนแรงของเสียใน U . maydis cmu1 กลายพันธุ์ชี้ให้เห็นว่าพวกเขายังต้องถูกนำขึ้นโดยเซลล์พืชลำดับ 20 กรดอะมิโนยืด cmu1 ปลายน้ำของสัญญาณเปปไทด์ยังชิดมากไม่ดีและพบเพียงหนึ่งปี กรดอะมิโน ( asp40 ) และสองตำแหน่งที่กรดอะมิโนที่มีคุณสมบัติคล้ายกันอย่างมากที่พบ ( asp37 และ leu39 ) เพื่อตรวจสอบว่า อนุรักษ์ กรดอะมิโน 20 กรดอะมิโนรูปแบบเป็นฟังก์ชันและใน asp37 asp40 cmu1 ถูกทดแทนด้วยเอ๋ แต่ละคู่กลายพันธุ์ไม่สามารถเติมเต็มข้อบกพร่องของ cmu1 การลบโรคเครียด , ชี้ให้เห็นว่าภูมิภาคนี้ในความเป็นจริงอาจเป็นเจ้าภาพการใช้บรรทัดฐาน นอกจากนี้ การศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์พบสมาคมเป็นเจ้าภาพโดย n-terminally แท็ก mcherry-cmu1 ฟิวชันโปรตีนในข้าวโพดติดทิชชู่และสมาคมนี้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์โยกย้ายบรรทัดฐาน เราแนะนำให้ cmu1 อาจผูกตัวรับที่เกี่ยวข้องเป็นเยื่อ ความพยายามของเราปัจจุบันอยู่ในตัวของโมเลกุลนี้ และในการกำหนดโครงสร้างของ cmu1 โดเมนที่เกี่ยวข้องในการใช้ .
การแปล กรุณารอสักครู่..