真菌效应蛋白Tue1通过靶向JAZ10抑制植物茉莉酸信号通路的分子机制研究

本研究揭示了Brassicaceae黑穗病菌Thecaphora thlaspeos分泌的Tin2-fold结构效应蛋白Tue1通过劫持植物核转运系统，特异性结合茉莉酸信号通路关键抑制因子JAZ10，从而稳定JAZ10-MYC3复合物并抑制宿主防御反应的分子机制。研究人员通过X射线晶体学、酵母双杂交和显微热泳等技术，首次证实该结构保守的效应蛋白家族在双子叶植物病原菌中通过干扰激素信号实现免疫抑制，为理解多年生病原菌与宿主的协同进化提供了新视角。

　　

在植物与微生物的军备竞赛中，病原菌通过分泌效应蛋白(Efector)这一"分子武器"来操纵宿主生理过程。黑穗菌等专性活体营养型病原体尤其擅长此道，它们需要宿主保持存活以完成复杂的生活史。Thecaphora thlaspeos作为侵染十字花科植物的模式黑穗菌，其效应蛋白库与单子叶植物病原菌存在显著差异，但具体作用机制仍是未解之谜。先前研究发现，Thecaphora特异性效应蛋白Tue1在拟南芥中异源表达会导致严重生长缺陷，暗示其可能干扰植物关键生理过程。

为揭示Tue1的分子功能，德国杜塞尔多夫大学的Summia Gul团队在《Journal of Experimental Botany》发表研究，综合运用结构生物学和分子互作技术，解析了Tue1通过靶向茉莉酸(JA)信号通路核心组分JAZ10来调控宿主免疫的机制。研究首先通过X射线晶体学解析了Tue1的1.3?高分辨率结构，结合生物信息学分析发现其属于Tin2-fold效应蛋白家族；继而通过酵母双杂交筛选和显微热泳验证了Tue1与JAZ10的特异性互作；最后利用激素检测和转基因植物表型分析证实了Tue1对JA/SA激素平衡的调控作用。

Tue1 localizes to the plant nucleus

研究人员发现Tue1含有典型的核定位信号(NLS)，通过植物importin-α依赖的核转运系统进入细胞核。截断实验证实GGVAKRPRIS序列对核定位至关重要，稳定表达Tue1-GFP的拟南芥不仅重现了生长抑制表型，还表现出JA信号抑制和SA途径激活的特征。

The crystal structure of Tue1 reveals a 1-1-1 like sandwich architecture

晶体结构显示Tue1形成由8个α螺旋和6个β折叠组成的"三明治"结构，与同源蛋白Tue16具有68.7%序列相似性但功能可能已分化。值得注意的是，该蛋白缺乏已知功能域，其NLS相邻区域在结构中呈现柔性特征。

Tue1 is part of an extended structural effector protein family

结构相似性分析发现Tin2-fold效应蛋白家族在黑穗菌中广泛存在，包括玉米黑穗菌的Tin2、Sts2等已知效应蛋白。尽管序列保守性低，但该结构支架可能为效应蛋白功能进化提供了分子基础。

Tue1 interacts with the jasmonate-ZIM domain protein JAZ10

酵母双杂交筛选从胁迫诱导的拟南芥cDNA文库中鉴定出140个互作候选，其中JAZ10因其在激素信号中的核心作用被重点关注。BiFC和MST实验证实Tue1通过结合JAZ10的Jas结构域（K_d=72.53±0.94 μM）干扰其与转录因子MYC3的互作，而Tue16无此功能。

JAZ10 interacts with the C-terminal region of Tue1

截断分析表明Tue1的C端区域（残基274-294）对JAZ10结合至关重要，该区域在Tue16中发生变异，解释了二者功能分化。Western blot排除了蛋白表达量差异的干扰。

Tue1 binds to JAZ10 and represses plant jasmonate levels

激素检测显示Tue1过表达导致JA水平降至检测限以下，而SA及其衍生物SAG、SGE显著积累。这支持了Tue1通过稳定JAZ10-MYC3复合物抑制JA信号、激活SA途径的模型。

这项研究首次在双子叶植物病原菌中发现Tin2-fold效应蛋白，揭示了该结构家族通过靶向不同宿主蛋白实现功能多样化的进化策略。特别值得注意的是，与细菌效应蛋白HopZ1等通过酶活直接修饰靶标不同，Tue1采用非催化机制稳定JAZ10，这种作用方式可能更适合多年生病原菌的长期定殖需求。研究为理解植物-微生物互作的分子基础提供了新见解，其揭示的Tin2-fold结构框架也为设计植物激素信号调控工具提供了新思路。对Arabis hirsuta等野生十字花科植物的持续感染研究表明，Tue1可能帮助病原菌适应宿主的防御系统进化，这种"分子军备竞赛"的解析将为作物抗病育种提供理论依据。