Receptory błonowe wiążące cząsteczki typu MAMP/PAMP i DAMP aktywujące pierwszą linię obrony lokalnej układu odpornościowego roślin

Abstract

Rośliny w toku ewolucji wykształciły wielopoziomowy układ odpornościowy przeciwdziałający infekcjom oraz zapobiegający rozwojowi chorób. Pierwszą linię obrony aktywują receptory błonowe, określane jako receptory rozpoznające wzorce molekularne obcych cząsteczek (PRR), wiążące cząsteczki typu MAMP/PAMP lub DAMP. Receptory typu PRR aktywują kaskady sygnałowe uruchamiające odpowiedzi obronne tworzące odporność aktywowaną przez cząsteczki PAMP (PTI). Odpowiedzi obronne współtworzące pierwszą linię obrony obejmują m. in. produkcję aktywnych form tlenu i tlenku azotu, odkładanie kalozy, zamykanie aparatów szparkowych, biosyntezę fitoaleksyn, biosyntezę fitohormonów związanych z odpornością oraz aktywację szerokiego zestawu genów związanych z reakcjami odpornościowymi.

Suppression of PAMP-triggered immunity (PTI) by effector proteins synthesized by phytopathogens and delivered into cells of infected plant

“…W pracy opublikowanej niedawno w Postępach Biochemii podsumowano wyniki dotychczasowych badań poświęconych identyfikowaniu cząsteczek typu MAMP/PAMP i DAMP, poznawaniu receptorów błonowych typu PRR (ang. Pattern Recognition Receptor) rozpoznających te cząsteczki i aktywujących wewnątrzkomórkowe szlaki sygnałowe inicjujące odporność lokalną PTI [1]. Jednakże w toku ewolucji organizmy patogenne wykształciły szereg mechanizmów molekularnych umożliwiających przełamywanie pierwszej linii obrony, a w efekcie sprzyjających kolonizacji rośliny.…”

“…Już przed 10 laty odkryto, że 20 kDa białko efektorowe AvrPto syntetyzowane przez P. syringae, badane wcześniej w kontekście jego oddziaływań z kinazą białkową Pto pomidora, blokuje w pomidorze błonową kinazę receptorową LeFLS2, a w rzodkiewniku kinazy AtFLS2 i AtEFR wiążące flagelinę i czynnik elongacyjny EF-Tu bakterii [1,23,30,32,33]. Oddziaływanie AvrPto z domeną kinazową powoduje, że fosforylowanie odpowiednich reszt serynowych/treoninowych położonych w obrębie tej domeny staje się niemożliwe, co w efekcie prowadzi do blokowania transdukcji sygnału na cytoplazmatyczne kinazy RLCK (Ryc.…”

“…Białka efektorowe syntetyzowane przez fitopatogenne bakterie, grzyby i lęgniowce atakujące różne białka wewnątrzkomórkowe roślin. Przygotowano na podstawie prac [ że AvrPto oddziałuje również z kinazą białkową SOBIR1 rzodkiewnika i pomidora, która jako białko adaptorowe współdziała z wieloma białkami receptorowymi typu RLP tworzącymi kompleksy receptorowe SERK/RLP/ SOBIR1 wiążące niektóre cząsteczki MAMP/PAMP [1,48]. Błonowe kinazy receptorowe atakuje też białko efektorowe AvrPtoB z P. syringae, które zawiera trzy różne domeny.…”

“…Błonowe kinazy receptorowe atakuje też białko efektorowe AvrPtoB z P. syringae, które zawiera trzy różne domeny. Położona w części C-końcowej AvrPtoB domena ligazy ubikwitynowej E3 ulega fosforylacji na reszcie seryny 258, co prowadzi do jej aktywacji i umożliwia ubikwitylację AtFLS2 oraz kinazy receptorowej AtCERK1 pośredniczącej w wiązaniu chityny i peptydoglikanów [1,23,30,32,33]. W innych doświadczeniach wykazano, że domena położona w części N-końcowej AvrPtoB blokuje aktywność kinazy Bti9 pomidora, która jest ortologiem kinazy AtCERK1, zaś domena środkowa AvrPtoB hamuje kinazę białkową BAK1 [23,30].…”

“…Kinaza BAK1/SERK3 należy do rodziny kinaz SERK kodowanych w rzodkiewniku przez pięć genów (SERK1-SERK5). BAK1 funkcjonuje jako kinaza koreceptorowa współtworząca z wieloma błonowymi kinazami białkowymi typu RLK kompleksy receptorowe wiążące cząsteczki MAMP/PAMP, ale także brazinosterodidy, czy peptydy sygnałowe [1]. Kinaza BAK1 jest celem ataku dla jeszcze innego białka efektorowego P. syringae, a mianowicie HopB1 z aktywnością proteazy serynowej [49].…”