INTERAKCIJE MED PROTEINI IN LIPID V MIKROBNI PATOGENEZI

Člani družine NEP1-podobnih proteinov, ki povzročajo nekrozo in sproščanje etilena pri rastlinah, t.i. proteini NLP, so glavni mikrobni citolizini, ki delujejo na ravni rastlinskih plazemskih membran. Sprožijo različne obrambne odzive in celično smrt pri dvokaličnicah. Proteine NLP proizvajajo mikrobni patogeni iz treh različnih kraljestev, kot so glive, bakterije in oomicete. Ti mikroorganizmi so zelo razširjeni in lahko okužijo različne pomembne kmetijske rastline, kot so krompir, paradižnik, soja in tobak, ter povzročijo ogromne gospodarske škodo po vsem svetu. Specifična obramba pred mikrobnimi patogeni zahteva nove molekularne tarče. V tem projektu bomo zagotovili pomembne nove informacije o proteinih NLP, ki bodo omogočile razvoj novih strategij za boj proti glavnim mikrobnim patogenom. Mehanizem, s katerim proteini NLP povzročajo poškodbe membrane, je še vedno slabo poznan. Poleg tega obstaja o proteinih NLP malo informacij o zgradbi, kar je pomembno za boljše razumevanje njihove funkcije, pa tudi za razvoj boljših strategij za načrtovanje ligandov, ki bi lahko zavirali njihovo aktivnost. V tem projektu bomo zapolnili to vrzel in zagotovili pomembne nove strukturne informacije o nekaterih proteinih NLP glavnih mikrobnih patogenov, kot je Phytophthora. V ta namen bomo razvili strukturne pristope za preučevanje dinamike in interakcij proteinov NLP z ligandi ter modelne membranske sisteme, ki vsebujejo rastlinske sfingolipide, ki jih bomo uporabili za nadaljnje raziskave proteinov NLP in drugih proteinov rastlin. Glavni cilji tega projekta so torej (i) zagotoviti podatke o zgradbi in delovanju pomembnih neraziskanih članov proteinske družine protienov NLP; (ii) razviti nove molekularne sonde in modelne membranske sisteme za preučevanje teh pomembnih mikrobnih efektorjev; in (iii) raziskati mehanizme poškodbe membrane s proteini NLP iz treh različnih kraljestev življenja. Za dosego ciljev bomo uporabili najsodobnejše biokemijskee, biofizikalne, molekularne in strukturne biološke pristope, vključno z x-žarkovno kristalografijo, jedrsko magnetno resonanco in krioelektronsko mikroskopijo. Rezultati tega projekta bodo omogočili opis zgradbe proteinov NLP, pa tudi podatke o interakcijah z lipidi in mehanizmu poškodbe membrane, ki jo sprožijo. To bo razjasnilo mehanizme mikrobne patogeneze, razkrilo skupne značilnosti med proteini NLP iz različnih kraljestev življenja in omogočilo nadaljnji razvoj inhibitorje delovanja proteinov NLP.