Science:就像披着羊皮的狼,糖苷通过半乳糖操控植物

时间:2025年4月30日
来源:AAAS

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在植物中,细胞之间的空间是感染过程中的关键战场。为了避免在这个空间中被认出来,一种番茄细菌性疾病——丁香假单胞菌——通过产生一种叫做糖苷的物质来控制植物。这种物质抑制免疫反应,使细菌不被注意。牛津大学领导的一项新研究表明,糖苷通过模仿半乳糖(一种存在于许多生物中的单糖)来实现这一功能,就像披着羊皮的狼一样。

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研究发现,模仿糖的分子对一种常见作物疾病的毒力至关重要

在植物中,细胞之间的空间是感染过程中的关键战场。为了避免在这个空间中被识别,番茄细菌性疾病丁香假单胞菌的一种菌株通过产生一种叫做糖苷的物质来操纵植物。这种物质抑制免疫反应,使细菌不被注意。

牛津大学领导的一项新研究表明,糖苷通过模仿半乳糖(一种存在于许多生物中的单糖)来实现这一功能,就像披着羊皮的狼一样。

糖苷代表了一种新型的“亚氨基糖”,其中许多被用作人类药物来治疗代谢性疾病,如ii型糖尿病和法布里病,因为它们是稳定的,类似于糖——这意味着这一发现可能具有药用价值。然而,糖苷在这一组中有一个独特的结构,这使得它可以模仿半乳糖。

糖苷在紫丁香假单胞菌中的毒力作用依赖于隐藏特定基因的产物。然而,有许多菌株以其他方式隐藏该基因产物,仍然产生糖syrin,这表明它可能具有其他作用。研究人员发现,糖苷还能更广泛地改变细胞间空间的生物化学,并且很可能改变细胞壁特性和细胞间的通信和连接。

首席研究员Renier van der Hoorn教授(牛津大学生物系)说:“我们发现了这种分子的结构,它的生物合成和调控,然后我们意识到它是如何模仿半乳糖,并以许多其他方式改变许多植物的糖生物学,包括作物。”我们将在未来的许多年里对此进行进一步调查。”

不同的丁香假单胞菌菌株感染不同的寄主植物,包括杏仁、橄榄、韭菜和豆类。在这些其他植物病原体中也发现了类似的亚糖生物合成基因,因此糖苷很可能是这些细菌操纵寄主植物的常见策略。

这项研究是由结构生物学、细菌遗传学、合成化学和代谢组学的跨学科合作实现的。

van der Hoorn教授补充说:“我们使用了一年级学生在实践中使用的相同的LacZ基因,因为它的产物对糖syrin也很敏感。我们利用LacZ抑制来鉴定生物合成基因并解析其结构。这也是一个非常富有成效的跨学科合作“。

Bacterial pathogen deploys the iminosugar glycosyrin to manipulate plant glycobiology


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