Analyse des Phosphoproteoms von Arabidopsis thaliana nach Pathogeninfektion: Gibt es Unterschiede zwischen virulenter und avirulenter Pseudomoas Syringae-Inektion?
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des durchgeführten Projekts wurde das Phosphoproteom von Arabidopsis thaliana nach Infektion mit dem pflanzenpathogenen Bakterium Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) DC3000 untersucht. Dabei wurde ein avirulenter Stamm verwendet, um Mechanismen Gen-spezifischer Resistenz zu untersuchen. Von 970 Phosphorylierungsstellen waren 265 spezifisch für diese Interaktion, d.h., sie wurden nicht in der unbehandelten Kontrolle gefunden. Es konnten Kandidaten gefunden werden, die eine Funktion bei Gen-spezifischer Resistenz haben können. So konnte eine Phosphorylierung der Kinase PBS1 nachgewiesen werden, die eine Rolle bei Gen-spezifischer Resistenz spielt. Zudem haben drei von insgesamt sieben identifizierten Transkriptionsfaktoren gemeinsame Strukturmerkmale, ein Hinweis auf ähnliche Funktionen. Eine weitere wichtige Gruppe von Resistenz-Proteinen sind LRR-Proteine, von denen sechs gefunden wurden. Daneben wurde auch das Phosphoproteom von zwei humanen Pathogenen, S. typhimurium und C. albicans, untersucht. Dafür wurden experimentelle Bedingungen gewählt, die Infektionen simulieren, um durch Phosphorylierung regulierte Päthogenitätsdeterminanten zu finden. Von Salmonella konnten 14 Phosphorylierungsstellen bei 12 Proteinen identifiziert werden, von denen sechs spezifisch für 37°C waren. Von besonderem Interesse ist hier eine Tyrosinkinase, die eine Rolle bei Biosynthese und Transport von Exopolysacchariden spielt. Bei Candida konnten insgesamt 230 Phosphopeptiden nachgewiesen werden. 21 waren spezifisch für filamentöses Wachstum. Von besonderem Interesse sind hier drei Proteine, die am Trehalose-Metabolismus beteiligt sind. Diese Proteine sind Kandidaten für Virulenzfaktoren und damit potenzielle Targets für die Behandlung von Candidosen. Das Sekretom von Pflanzen-Pathogen-Interaktionen wurde mit Hilfe von quantitativer Massenspektrometrie untersucht. Dabei wurden drei verschiedene Pseudomonas-Stämme verwendet, um sowohl basale und Gen-spezifische Resistenz als auch Suszeptibilität zu untersuchen. Es konnten 45 extrazelluläre Wirtsproteine identifiziert werden, die komplexe Akkumulierungsmuster zeigten. Ein wichtiges Ergebnis ist die extrazelluläre Anreicherung von Proteinen, die kein Signalpeptid tragen, durch virulente Bakterien. Dies ist ein Hinweis darauf, dass Pathogene die Sekretion des Wirts manipulieren können und extrazelluläre Wirtsproteine eine Rolle bei der erfolgreichen Infektion durch Pseudomonas spielen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2007). Involvement of cathepsin B in the plant disease resistance hypersensitive response. Plant Journal 52(1):1-13
Gilroy EM, Hein I, van der Hoorn R, Boevink PC, Venter E, McLellan H, Kaffarnik F, Hrubikova K, Shaw J, Holeva M, Lopez EC, Borras-Hidalgo O, Pritchard L, Loake GJ, Lacomme C, Birch PR
- (2008). Effector proteins of the bacterial pathogen Pseudomonas syringae alter the extracellular proteome of the host plant, Arabidopsis thaliana. Molecular and Cellular Proteomics
Kaffarnik FAR, Jones AM, Rathjen JP, Peck SC
(Siehe online unter https://doi.org/10.1074/mcp.M800043-MCP200)
