α-L-岩藻糖苷酶MoFco1介导稻瘟病菌致病机制的结构基础与抑制剂发现

稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）通过分泌细胞壁降解酶（CWDEs）侵染宿主，但其α-L-岩藻糖苷酶（MoFco1）的致病机制尚不明确。本研究解析了MoFco1降解半纤维素XXFG的关键作用，证实其酶活性缺失导致致病力显著下降，并通过结构虚拟筛选发现抑制剂0989，为植物真菌病害防控提供新靶点与策略。

　　

稻瘟病是威胁全球水稻生产的毁灭性病害，其病原菌Magnaporthe oryzae通过分泌细胞壁降解酶（CWDEs）破坏植物防御屏障。然而，多数CWDEs的分子机制尚未阐明，尤其是糖苷水解酶家族在致病过程中的特异性功能。α-L-岩藻糖苷酶作为降解植物细胞壁半纤维素的关键酶，其结构与功能研究长期滞后，制约了针对性防控策略的开发。

中国农业科学院的研究团队在《Journal of Integrative Agriculture》发表论文，首次揭示稻瘟病菌保守的α-L-岩藻糖苷酶MoFco1通过特异性降解半纤维素组分XXFG促进侵染。研究发现，MoFco1酶活性缺失突变体ΔMofco1的致病力显著降低，而结构导向的虚拟筛选鉴定出小分子抑制剂0989，能有效阻断病原菌侵染。该研究不仅阐明了糖苷水解酶的致病分子机制，更为作物真菌病害的绿色防控提供了新思路。

研究采用基因敲除、酶活测定、分子对接和离体叶片接种等关键技术，结合稻瘟病菌标准菌株Guy11及突变体模型，系统验证了MoFco1的功能。

MoFco1的酶学特性与致病功能
通过纯化重组MoFco1蛋白，证实其对XXFG底物具有特异性水解活性。酶动力学分析显示其K_m
值为2.3 mM，最适pH为5.5，与病原菌侵染微环境相符。

酶活性与致病力的因果关系
构建催化残基突变体E²⁰⁸
Q，其酶活丧失导致侵染菌丝发育受阻，表型与ΔMofco1突变体一致，证实酶活性是致病必需条件。

结构虚拟筛选与抑制剂开发
基于MoFco1晶体结构的虚拟筛选发现，化合物0989通过氢键与活性中心Tyr¹⁵⁸
和Asp²⁰⁶
结合，抑制效率达72.3%，显著降低田间稻叶病斑面积。

该研究首次建立α-L-岩藻糖苷酶活性与稻瘟病菌致病性的直接关联，突破传统CWDEs研究的泛化认知。抑制剂0989的发现为开发新型抗真菌剂提供先导化合物，其结构导向的筛选策略可拓展至其他植物病原菌靶点研究。论文创新性融合病原生物学与结构药理学，为作物病害防控的分子设计奠定理论基础。