Papel de los reguladores moleculares Fbp1 y Bmh2 en la virulencia de Fusarium oxysporum
Autor
Miguel Rojas, Cristina de
Director/es
Hera Díaz de Liaño, María Concepción de laEditor
Universidad de Córdoba, Servicio de PublicacionesFecha
2014Materia
Fusarium oxysporumUbiquitina
Proteómica
Análisis
Proteínas
Reguladores moleculares
Bmh2
Fbp1
METS:
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Mostrar el registro completo del ítemResumen
La rápida y específica degradación de proteínas por el sistema proteosomaubiquitina
ha emergido como un importante mecanismo de regulación en eucariotas.
Algunos de los procesos básicos celulares regulados por proteólisis dependiente de
ubiquitina incluyen la progresión del ciclo celular, iniciación de la transcripción o
transducción de señales. Las enzimas clave en el proceso de ubiquitinación son las
ligasas de ubiquitina E3, puesto que son las que actúan como moduladores para el
reconocimiento del sustrato y además son las que transfieren la ubiquitina activada a
dicho sustrato. Las proteínas Skp1, Cul1 y la proteína F-box (SCF) son el grupo de
ligasas E3 mejor conocido. Dada la importancia de dicho proceso, resultó de gran
interés investigar el papel de las proteínas pertenecientes a la maquinaria de
renovación proteica, en la patogénesis de Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici sobre
plantas de tomate.
En este trabajo nos hemos centrado en el estudio de una proteína F-box, Fbp1,
ortóloga de GRR1 en S. cerevisiae. Para estudiar el papel del gen fbp1 en la virulencia
de F. oxysporum se ha llevado a cabo la interrupción dirigida del gen en la estirpe
silvestre del hongo. La infección de plantas de tomate inoculadas con los mutantes
deficientes en el gen mostró un retraso en el proceso de infección, lo que indica que
Fbp1, aunque no es esencial para la patogenicidad, es necesaria para la completa
virulencia de F.oxysporum. El mutante Δfbp1 presentó un retraso significativo en todas
las fuentes de carbono y nitrógeno analizadas, además de un patrón de crecimiento
ondulado de las hifas líder y una tinción del Spk muy abundante y deslocalizada.
Mutantes de F. oxysporum en el gen fbp1 mostraron niveles reducidos de fosforilación
de Fmk1 y compartían características fenotípicas con los mutantes Δ fmk1, tales como
defectos en el crecimiento invasivo, en la colonización del tejido vivo de la planta y en
la capacidad de fusión vegetativa. Por otro lado, los bajos niveles de fosforilación de la
MAPK Mpk1 que exhibió el mutante nulo fbp1 junto con la sensibilidad a compuestos
como SDS y CFW, sugieren que Fbp1 contribuye al mantenimiento de la integridad
celular.
Realizamos un análisis proteómico, en condiciones de crecimiento invasivo, para
conocer las proteínas diferencialmente expresadas en la cepa mutante Δ fbp1 y poder
así identificar posibles dianas del complejo SCFFbp1. De las 41 proteínas identificadas,
17 de ellas estaban sobre-expresadas en el mutantΔe fbp1 y relacionadas con
funciones susceptibles de sufrir ubiquitinación: transporte, proteolisis, respuesta a
estrés y organización de los componentes celulares... Fast and specific degradation proteins by the ubiquitin-proteasome system have
recently emerged as a major regulatory mechanism of cellular function in eukaryotes.
Some basic cellular processes regulated by ubiquitin proteasome system are cell cycle,
signal transduction and transcription. The key enzymes in the ubiquitination process
are the E3 ubiquitin ligases, because the function as the susbtrate recognition module
of the system and are capable of transferring the activated ubiquitin to the substrate.
Spk1, Cul1 and F-box protein (SCF) E3 ligases are amoung the best-understood ligases.
Given the importance of this process, it was of great interest investigating the role of
proteins belonging to the protein turnover machinery and their contribution to
Fusarium oxysporum pathogenicity.
In this study, we have focused in the study of an F-box protein called Fbp1 which
encodes the orthologe of S. cerevisiae GRR1 gene. In order to investigate the role Fbp1
in pathogenicity of F. oxysporum we performed a targeted disruption of fbp1 gene.
Disease progression on tomato plant inoculated with Δfbp1 mutant showed reduced
virulence suggesting that Fbp1 is essential for full virulence in F.oxysporum. The Δfbp1
mutant showed reduced hyphal growth on all carbon and nitrogen sources analysed.
In the mutant strain, leader hyphae displayed a zig-zag growth phenotype and an
abundant and delocalized staining Spk. F. oxysporum strains lacking Δ fbp1 had a
reduced phosphorylation levels of Fmk1 and shared characteristic phenotypes with
Δfmk1mutants, including defects in hyphal growth under nutrient-limited conditions,
invasion of the underlying substrate and colonization of living plant tissue.
Interestingly, low phosphorylation levels of Mpk1 and hypersensitivity to cell wall
targeting compounds like CFW and SDS showed Δ fbp1 mutant, suggesting that Fbp1
contributes to cell wall integrity via a MAPK Mpk1 pathway.
In order to know differentially expressed proteins in Δfbp1 mutant invasiongrowth
conditions, we carried out a proteomic approach to identify the target proteins
of SCFFbp1 complex. 17 of the 41 proteins differentially expressed in the present work
were up-regulated in the Δfbp1 mutant and they were related with process
susceptible to be ubiquininated: transport, proteolysis, response to stress and cellular
component organization.
One of the most abundant protein in the Δfbp1 mutant was the FOXG_0146
gene, a 14-3-3 protein annotated in the Fusarium database like Bmh2. 14-3-3 proteins
are dimeric and highly conserved proteins which are involved in a many cellular...