Plant Cell | 研究揭示植物病原细菌利用宿主蛋白酶体的独特机制！

研究背景：植物病原菌已经进化出效应蛋白来操纵宿主细胞功能以促进感染。一定数量的效应蛋白使用真核生物中保守的泛素-蛋白酶体系统来蛋白水解靶标。蛋白酶体利用机制主要由泛素与注定要降解的靶蛋白相互作用介导。Phyllogens是植原体中保守的蛋白质家族，植原体是一组植物病原细菌。Phyllogens通过与花发育所需的宿主蛋白（如MADS 域转录因子 (MTF)）相互作用并诱导其降解，将花朵转化为叶片。Phyllogen利用蛋白酶体，这是一种宿主植物的蛋白质降解系统，通常分两步降解蛋白质：首先，泛素作为降解标签与蛋白质结合。然后，泛素化蛋白与蛋白酶体相互作用，直接或间接将泛素化蛋白转运至蛋白酶体的穿梭蛋白。几种细菌蛋白通过将泛素与它们的靶蛋白结合来利用蛋白酶体。相反，phylogen直接与穿梭蛋白 RAD23 结合。

2022年3月2日，国际权威学术期刊The Plant Cell发表了日本东京大学Yasuyuki Yamaji教授团队的最新相关研究成果，题为A phytoplasma effector acts as a ubiquitin-like mediator between floral MADS-box proteins and proteasome shuttle proteins的研究论文。并同期发表了美国杜克大学题为Ubiquitin-like behavior of the phytoplasma effector phyllogen causes phyllody in plants的点评文章。

主要研究问题：phyllogen 介导的MTF 降解的确切分子机制是什么？此外，泛素在phyllogen介导的MTF降解中的重要性是什么？

结果：本研究在本氏烟草中同时检测了叶片中phyllogen、MTF和RAD23之间的相互作用。科研人员对phyllogen、MTF和 RAD23的定位和免疫沉淀分析表明，phyllogen介导了 MTF 和 RAD23之间的相互作用。在免疫沉淀中观察到phyllogen的泛素化，而不是MTF。结果还证实，phyllogen可以独立于泛素化发挥作用。此外，使用纯化的phyllogen、MTF和RAD23的免疫沉淀测定表明，phyllogen介导了在MTF和RAD23之间的相互作用，不需要泛素或其他蛋白质。Phyllogen充当靶标和穿梭蛋白之间的介质，而不是泛素。因此，本研究得出结论phyllogen通过功能模拟泛素诱导MTF的蛋白酶体依赖性但不依赖于泛素的降解，证明了细菌利用宿主蛋白酶体的独特机制。

下一步：与大多数利用蛋白酶体的细菌蛋白不同，phyllogen和另一种最近报道的植原体蛋白(SAP05) 的功能独立于泛素。有趣的是，这种新的蛋白酶体利用可能是植原体蛋白的共同特征。

图 . SEP3在本氏烟草表皮细胞中与RAD23C和蛋白酶体亚基在phyllogen表达下共定位

图 . Phyllogen 的泛素化对于与SEP的相互作用不是必需的

图. phyllogen与宿主因子相互作用的模型图

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