Белок TmpL: ключ к патогенности грибов и защите от окислительного стресса

Исследователи из Института биоинформатики Вирджинии (VBI) и Университета штата Монтана обнаружили грибковый белок TmpL, который играет ключевую роль в развитии болезни у растений и животных, а также защищает патоген от окислительного стресса.

Двойная функция белка

• Патогенность: TmpL критически важен для заражения тканей хозяина.
• Защита: Он помогает патогенам регулировать ответ на окислительный стресс, вызванный реактивными формами кислорода (РФК) — естественным элементом защитной реакции организма на инфекцию.

Объекты исследования

Учёные изучили два патогенных гриба:

• Alternaria brassicicola — вызывает болезни сельскохозяйственных культур (рапс, капуста, брокколи).
• Aspergillus fumigatus — патоген человека, вызывающий инвазивный лёгочный аспергиллёз, который часто приводит к летальному исходу у пациентов с ослабленным иммунитетом.

Свойства и механизм действия TmpL

• Структура: TmpL — это флавин-содержащий фермент с шестью трансмембранными доменами.
• Локализация: Белок расположен в мембране воронинового тела — специализированной пероксисомы, встречающейся в гифах нитчатых грибов.
• Предполагаемый механизм: TmpL, вероятно, использует электроны от NADPH (ключевого энергетического носителя в клетке) через флавин для модификации сигнальных событий, связанных с окислительным состоянием клетки. Он может действовать как детоксификатор внутриклеточных РФК.

Экспериментальные данные

• При нарушении функции или инактивации гена tmpL способность A. brassicicola и A. fumigatus вызывать заболевание у капусты, Arabidopsis и мышей резко снижается.
• Мутанты с дефицитом TmpL становятся чрезвычайно чувствительными к окислительному стрессу в лабораторных условиях.
• Эксперименты на мышах с дефицитом окислительного взрыва (oxidative-burst-deficient mice) позволяют предположить, что внутриклеточная регуляция РФК в грибе, вероятно, более важна для патогенеза, чем устойчивость к окислительному стрессу со стороны хозяина.

Значение открытия

Белок TmpL представляет собой потенциальную мишень для разработки новых эффективных терапевтических средств против грибковых заболеваний как растений, так и животных.

Источник: Kim K-H et al. (2009) TmpL, a transmembrane protein required for intracellular redox homeostasis and virulence in a plant and an animal fungal pathogen. PLoS Pathogens. doi: 10.1371/journal.ppat.1000653