Định tính một “polysaccharide monooxygenase” độc nhất của Magnaporthe oryzae
Nguồn: Alejandra Martinez-D’Alto, Xia Yan, Tyler C. Detomasi, Richard I. Sayler, William C. Thomas, Nicholas J. Talbot, and Michael A. Marletta. 2023. Characterization of a unique polysaccharide monooxygenase from the plant pathogen Magnaporthe oryzae. PNAS; February 15, 2023; 120 (8) e2215426120
Hình: Thiết kế vec tơ pSUMO-MoPMO9A (T1, T2, và FL). Đánh dấu đầu N được thay bởi Ulp1 để phát sinh ra MoPMO9A đầu N là histidine. Chiều dài amino acid của mỗi thiết kế được ghi rõ bằng số. MoPMO9A có những domains màu xám. 1: PMO catalytic domain (AAs 1 đến 210); 2: DUF (AAs 243 đến 322); 3: chitin-binding domain (AAs 484 đến 537).
Bệnh đạo ôn lúa trải rộng trên toàn thế giới. Nấm bệnh xâm nhập cào cây lúa, nấm Magnaporthe oryzae tiết ra men polysaccharide monooxygenase (MoPMO9A). Ở đây, tác giả chứng minh rằng MoPMO9A rất tích cực đối với hiện diện của (1→3, 1→4)-β-glucans ở thành tế bào, thủy phân vị trí C4 của cầu nối glycosidic và sử dụng oxygen hoặc hydrogen peroxide làm “cosubstrate”. Men PMO này có một domain thứ cấp chưa rõ chức năng; nó được bảo tồn rất cao trong subset của hệ men PMOs và rất cần thiết cho hoạt động của PMO. Thêm vào đó, sự mất đọn trong phân tử MoPMO9A dẫn đến kết quả làm giảm sự phát sinh bệnh trong cây lúa. Tóm lại, công trình này cung cấp cho chúng ta luận điểm mới về sinh hóa của MoPMO9A và kiến trúc domain của PMOs, hỗ trợ nhiệm vụ phân giải polysaccharide trong giai đoạn nấm xâm nhiễm vào cây lúa.
Bệnh đạo ôn lúa do nấm Magnaporthe oryzae gây ra, làm thiệt hại rất lớn đến sản lượng lúa trên nhiều vùng trồng. Khi xâm nhiễm, sự biểu hiện của polysaccharide monooxygenase (MoPMO9A) giả định tăng lên đáng kể. MoPMO9A bao gồm một domain có tính chất xúc tác hoạt động trên cellulose và một domain “carbohydrate-binding” kết gắn với chitin. Một hệ thống tập họp tr2nh tự tương đồng của MoPMO9A họ AA9 cho thấy rằng 220 trình tự của 223 số trình tự trong MoPMO9A bao gồm những trình tự có tính chất là đọan phân tử bảo thủ nhất, vùng này chưa ược giải thích di truyền (unannotated region) chưa xác định chức năng. Biểu hiện gen và độ thuần khiết chiều dài tổng cộng của phân tử được thức hiện trên hai phân tử cụt MoPMO9A (truncations), một bao gồm domain có tính chất xúc tác (catalytic domain) và một domain không rõ chức năng (DUF), một chỉ có domain xúc tác mà thôi. Trái với AA9 polysaccharide monooxygenases (PMOs), phân tử MoPMO9A không hoạt động trên cellulose nhưng thể hiện hoạt tính trên (1→3, 1→4)-β-D-glucans (MBG) trộn giữa các loài mễ cốc. Bên cạnh đó, domain không rõ chức năng DUF được yêu cầu hoạt động. MoPMO9A biểu hiện hoạt tính với “C4 oxidation” của đại phân tử polysaccharide và có thể sử dụng oxygen hoặc hydrogen peroxide như một “cosubstrate” (đồng cơ chất). Người ta định tính được “3-dimensional fold” (gấp cuộn 3 chiều) của những PMOs khác. Phân tử DUF này được dự đoán là hình thành nên cấu trúc xoắn cuộn “coiled-coil” với 6 cysteines được bảo thủ tuyệt đối hoạt động như một “zipper” giữa hai “α-helices”. Cơ chất MoPMO9A có tính chuyên biệt và kiến trúc domain khác với AA9 PMOs. Kết quả bao gồm phân tích “gene ontology”, hỗ trợ vai trò MoPMO9A trong dự phân giải MBG khi nấm xâm nhiễm vào cây lúa. Sự mất đoạn của MoPMO9A dẫn đến kết quả phát sinh bệnh cũng giảm.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét