Ингибитор полигалактуроназы
Белки-ингибиторы полигалактуроназы ( PGIP ), также известные как белки, ингибирующие полигалактуроназы , представляют собой растительные белки, способные ингибировать действие ферментов полигалактуроназы (PG), продуцируемых бактериальными и грибковыми патогенами. [ 1 ] PG могут продуцироваться патогенами для разрушения полигалактуронанового компонента клеточных стенок растений . [ 2 ] PGIP представляют собой богатые лейцином повторяющиеся гликопротеины длиной примерно 360 аминокислот, и PGIP могут снижать активность PG на один или два порядка. [ 3 ] Оба конкурентоспособны [ 4 ] и неконкурентное ингибирование [ 5 ] наблюдалось для различных PGIP. Однако не сообщалось об ингибировании PGIP эндогенных растительных PG, которые участвуют в созревании плодов.
Маленькие олигосахариды, образующиеся в результате активности PG, действуют как сигналы для производства PGIP внутри растения. [ 6 ] [ 7 ] Несмотря на то, что большинство растительных PGIP имеют схожие аминокислотные последовательности, существует значительная специфичность между различными парами растений и патогенов. Специфичность PGIP к определенным патогенным PG может в значительной степени способствовать тому, что различные культуры становятся восприимчивыми или устойчивыми к различным бактериальным и грибковым инфекциям. [ 8 ] [ 9 ]
Структура
[ редактировать ]В настоящее время экспериментально установлена только одна структура растительного PGIP. Негликозилированная версия PGIP-2 из Phaseolus vulgaris (бобы) была успешно кристаллизована и проанализирована методом рентгеновской дифракции в 2003 году. [ 10 ] С тех пор компьютерное моделирование использовалось для создания теоретических трехмерных структур для многих обычно исследуемых растений и сельскохозяйственных культур с использованием структуры компонента PGIP-2 в качестве шаблона. Дополнительные исследования были проведены для характеристики гликозилирования различных PGIP, и они были включены в вычислительные модели. [ 11 ] [ 12 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дарвилл А., Бергманн К., Сервоне Ф., Де Лоренцо Г., Хэм К.-С., Спиро, МД, Йорк, В.С. и Альбершейм П. (1994) Олигосахарины, участвующие в растении. рост и взаимодействие хозяин-патоген, Biochem. Соц. Симп. 60, 89-94.
- ^ Джонс, Т.М., Андерсон, А.Дж., и Альберсхайм, П. (1972) Взаимодействие с хозяином и патогеном IV, Исследования ферментов, расщепляющих полисахариды, секретируемых Fusarium oxysporum f. сп. lycopersici, Physiol. Растительный патол. 2, 153–166.
- ^ Кук, Б.Дж., Клэй, Р.П., Бергманн, К.В., Альбершейм, П. и Дарвилл, А.Г. (1999) Грибковые полигалактуроназы демонстрируют разные закономерности деградации субстрата и различаются по своей восприимчивости к белкам, ингибирующим полигалатуроназу, Mol. Взаимодействие растений и микробов. 12, 703–711.
- ^ Федеричи Л., Капрари С., Маттеи Б., Савино С., Ди Маттео А., Де Лоренцо Г., Сервоне Ф., Церноглу Д. Структурные требования эндополигалактуроназы для взаимодействия с PGIP (белком, ингибирующим полигалактуроназу). Proc Natl Acad Sci, США, 6 ноября 2001 г.; 98 (23): 13425-30.
- ^ Дэниел Кинг, Карл Бергманн, Рон Орландо, Жак А.Э. Бенен, Гарри К.М. Кестер и Яап Виссер; «Использование масс-спектрометрии амидного обмена для изучения конформационных изменений в системе эндополигалактуроназа II – полигалактуроновая кислота – белок, ингибирующий полигалактуроназу», Biochem. 41, 10225-10233, 2002.
- ^ Хан, М.Г., Бучели, П., Сервоне, Ф., Доарес, С.Х., О'Нил, Р.А., Дарвилл, А. и Альбершейм, П. (1989) Роли компонентов клеточной стенки во взаимодействиях растений и патогенов, в растительно-микробных взаимодействиях. Молекулярные и генетические перспективы (Косуге Т. и Нестер Э.В., ред.) Vol. 3, стр. 131–181, МакГроу-Хилл, Нью-Йорк.
- ^ Червоне Ф., Де Лоренцо Г., Сальви Г., Бергманн К., Хан М.Г., Ито Ю., Дарвилл А. и Альбершейм П. (1989) Выпуск фитоалексина-элиситора-актива Олигогалактурониды микробных пектиновых ферментов в сигнальных молекулах растений и растительно-микробных взаимодействиях (Лугтенберг, BJJ, Ред.) Серия NATO ASI, Vol. H36, стр. 85–89, Springer-Verlag, Гейдельберг, Германия.
- ^ Стоц, Х.У., Бишоп, Дж.Г., Бергманн, К.В., Кох, М., Альберсхайм, П., Дарвилл, А.Г. и Лабавич, Дж.М. (2000) Идентификация целевых аминокислот, которые влияют на взаимодействие грибковых полигалактуроназ и их растительных ингибиторов, Физиол. Мол. Растительный патол. 56, 117–130.
- ^ Леки Ф., Маттеи Б., Каподикаса К., Хеммингс А., Нусс Л., Аракри Б., Де Лоренцо Г. и Червоне Ф. (1999) Специфичность полигалактуроназы- ингибирующий белок (PGIP): одна аминокислотная замена в открытой для растворителя области â-цепи/â-поворота богатых лейцином повторов. (LRRs) предоставляет новую возможность распознавания, EMBO J. 18, 2352-2363.
- ^ А. Ди Маттео, Л. Федеричи, Б. Маттеи, Г. Сальви, К. А. Джонсон, К. Савино, Г. Де Лоренцо, Д. Церноглу, Ф. Червоне, «Кристаллическая структура белка, ингибирующего полигалактуроназу (Pgip)» , Богатый лейцином повторяющийся белок, участвующий в защите растений». Учеб. Натл. акад. наук. США, 100, 10124, 2003 г.
- ^ Джэ-Мин Лим, Казухиро Аоки, Пегги Энджел, Дерек Гаррисон, Дэниел Кинг, Майкл Тимейер, Карл Бергманн и Лэнс Уэллс, «Картирование гликанов на специфические сайты N-связанного гликозилирования Pyrus Communis PGIP переопределяет интерфейс для взаимодействий EPG:PGIP », Журнал исследований протеома, 8, 673-680, 2009 г.
- ^ Структурная база данных PG и PGIP, http://www.pg-pgip.info