アグロバクテリウム感染を制御する新規リプレッサーSghRの構造的基盤

Structural basis of a novel repressor SghR controlling Agrobacterium infection by cross-talking to plants.

• Fuzhou Ye
• Chao Wang
• Qinqin Fu
• Xin-Fu Yan
• Sakshibeedu R Bharath
• Arnau Casanas
• Meitian Wang
• Haiwei Song
• Lian-Hui Zhang
• Yong-Gui Gao

抄録

は様々な植物に感染し、病原性因子の一時的な発現を伴う冠胆病を引き起こす。SghAは、グルコシド結合体からサリチル酸を放出し、植物の腫瘍発生を制御する新たな病原性因子であることが明らかになった。本研究では、SghAの発現を制御し、腫瘍発生に関与しているLacI型転写因子であるSghRの構造基盤を明らかにした。私たちは、SghRのプロモーター領域上の結合部位を同定し、その特徴を明らかにした後、アポ-SghR、SghRとオペレーターDNA、リガンドであるスクロースとの複合体の結晶構造を決定しました。これらの結果は、SghRがどのようにしてDNAを認識しているのかを詳細に解明するとともに、スクロースがSghRとDNAとの親和性を低下させてSghAの発現を調節していることを明らかにした。この結果は、SghRが感染時のシグナル伝達のクロストークを媒介する重要な役割を果たしていることを考えると、構造に基づいた誘導剤のアナログ設計への道を開くものであり、農業への応用の可能性を秘めている。

infects various plants and causes crown gall diseases involving temporal expression of virulence factors. SghA is a newly-identified virulence factor enzymatically releasing salicylic acid from its glucoside conjugate and controlling the plant tumor development. Here we report the structural basis of SghR, a LacI-type transcription factor and highly conserved in Rhizobiaceae family, regulating the expression of SghA and involved in tumorigenesis. We identified and characterized the binding site of SghR on the promoter region of , and then determined the crystal structures of apo-SghR, SghR complexed with its operator DNA and ligand sucrose, respectively. These results provide detailed insights into how SghR recognizes its cognate DNA and shed a mechanistic light on how sucrose attenuates the affinity of SghR with DNA to modulate the expression of SghA. Given the important role of SghR in mediating the signaling crosstalk during infection, our results pave the way for structure-based inducer analogue design, which has potential applications for agricultural industry.

Published under license by The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc.