病原体蛋白模块化使得宿主磷酸酶的精细模仿成为可能

病原体在与宿主的共同进化军备竞赛中产生了大量蛋白质。对于疫霉属来说尤其如此，该属对农业和林业造成重大损害。一种著名的物种致病疫霉(Phytophthorainfestans)是爱尔兰马铃薯饥荒期间毁灭性的晚疫病大流行的罪魁祸首。每个疫霉属物种都编码数百种效应蛋白，这些蛋白在操纵宿主细胞过程和促进疾病发展方面发挥着重要作用。

先前的一项研究表明，疫霉菌RNA沉默抑制蛋白2(PSR2)表现出保守的模块折叠，这有助于其毒力。PSR2内的(L)WY基序形成独特的结构，影响效应蛋白的表面残基，并可能影响它们与植物分子相互作用的能力。这就提出了这样的问题：这些重复模块是否在效应蛋白内发挥特定功能，帮助它们逃避植物免疫防御并促进它们的进化。

在《细胞》杂志发表的新研究中，中国科学院生物物理研究所的研究人员及其合作者发现，来自疫霉属的许多效应子拥有保守的PP2A相互作用模块，模仿PP2A的调节亚基来劫持PP2A核心酶。

为了研究(L)WY单位在毒力和效应子进化中的作用，研究人员使用来自大豆病原体P.sojae的PSR2效应子作为模型。他们发现PSR2与宿主植物中的蛋白磷酸酶2A(PP2A)(一种主要的磷酸酶)相互作用，并改变其磷酸化功能以促进疾病。

通过晶体结构分析和生化实验，研究人员揭示了PSR2内特定的LWY2-LWY3组合，称为PP2A相互作用模块，它竞争招募PP2A核心酶。通过序列比对和结构比较，他们观察到在已鉴定的WY1-(LWY)n效应蛋白中与PP2A相互作用模块相对应的氨基酸区域存在高度的结构和序列保守性。

此外，研究人员还选取了15个高度保守的效应蛋白进行筛选，并证实其中12个也劫持了宿主细胞中的PP2A核心酶。

为了验证这些发现，研究人员重点研究了其中一种蛋白质PITG_15142，并获得了其晶体结构。结构分析和体外生化实验证实了PP2A相互作用模块的保守性。

本研究表明，(L)WY串联重复序列作为疫霉效应子中的功能模块，特定的(L)WY-LWY组合能够劫持宿主PP2A核心酶，并且多个效应子采用该模块劫持宿主PP2A核心酶。它提供了第一个证据，证明功能多样性和新的毒力活性如何在病原体的效应子库中产生，并揭示了蛋白质模块化如何促进该库内的多样性。

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