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2023年6月26日，中國科學(xué)院生物物理研究所王艷麗研究團(tuán)隊與英國塞恩斯伯里實(shí)驗室(The Sainsbury Laboratory)馬文勃研究團(tuán)隊合作在《Cell》雜志發(fā)表了題為"?Pathogen protein modularity enables elaborate mimicry of a host phosphatase"的文章，首次發(fā)現(xiàn)在疫霉屬病原微生物中，普遍存在一類WY1-(LWY)n效應(yīng)子蛋白, 通過保守的PP2A interacting module 挾持宿主細(xì)胞中的PP2A核心酶。
在病原微生物感染植物過程中，為了有效侵染宿主，病原微生物會向宿主細(xì)胞中分泌一大類蛋白分子，即效應(yīng)子（effectors）。效應(yīng)子通過操縱宿主細(xì)胞的免疫相關(guān)分子，進(jìn)而干擾植物細(xì)胞的免疫防御過程，從而使得病原菌更容易侵染植物。為了進(jìn)一步探究效應(yīng)子與特定宿主分子的相互作用，在本研究中，我們以來自大豆疫霉(Phytophthora sojae)的效應(yīng)子PSR2為研究對象，通過免疫共沉淀檢測，發(fā)現(xiàn)其可以挾持宿主細(xì)胞中的PP2A核心酶，并形成一種非傳統(tǒng)型的全酶形式。該全酶干擾了宿主細(xì)胞的某些代謝通路，使得病原微生物更易侵染植物。
此外，我們還利用晶體學(xué)手段，解析了2.3埃PSR2-PDF1二元復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)（圖1），發(fā)現(xiàn)PSR2的LWY2-LWY3 (命名為PP2A interacting module) 形成的凹槽形結(jié)構(gòu)，與內(nèi)源B亞基競爭結(jié)合相同的位點(diǎn)，結(jié)合位點(diǎn)都位于A亞基的N端。在競爭結(jié)合過程中，PSR2可以有效的競爭掉內(nèi)源全酶中的B亞基。此外，通過序列比對以及結(jié)構(gòu)疊合分析，我們發(fā)現(xiàn)PP2A interacting module這個區(qū)域的氨基酸在已鑒定的WY1-(LWY)n效應(yīng)子蛋白中，具有較高的結(jié)構(gòu)，序列保守性。我們將篩選出保守性較高的15個效應(yīng)子蛋白，通過體內(nèi)生化實(shí)驗一一鑒定。發(fā)現(xiàn)了其中12個也具備挾持宿主細(xì)胞中的PP2A核心酶的功能。為了進(jìn)一步驗證該結(jié)論，我們選出了其中一種蛋白PITG_15142，并拿到了該蛋白的晶體結(jié)構(gòu)。通過結(jié)構(gòu)分析以及體外生化實(shí)驗證實(shí)了PP2A interacting module 的保守性。
總之，本論文揭示了在疫霉屬中，普遍存在一類WY1-(LWY)n效應(yīng)子蛋白, 通過保守的PP2A interacting module挾持宿主細(xì)胞中的PP2A核心酶，并形成一種非傳統(tǒng)型的全酶形式，干擾宿主細(xì)胞的某些免疫防御過程，使得病原微生物更易侵染植物（圖2）。疫霉的感染是全球植物健康和糧食安全的主要威脅。本論文發(fā)現(xiàn)可以為植物病原菌防御提供重要理論支持。
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