Xyloglucan processing machinery in Xanthomonas pathogens and its role in the transcriptional activation of virulence factors

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Vieira, Plinio S. ^[1] ; Bonfim, Isabela M. ^{[2, 1]} ; Araujo, Evandro A. ^{[3, 1]} ; Melo, Ricardo R. ^[1] ; Lima, Augusto R. ^[1] ; Fessel, Melissa R. ^[4] ; Paixao, Douglas A. A. ^[1] ; Persinoti, Gabriela F. ^[1] ; Rocco, Silvana A. ^[5] ; Lima, Tatiani B. ^[1] ; Pirolla, Renan A. S. ^[1] ; Morais, Mariana A. B. ^[6] ; Correa, Jessica B. L. ^[1] ; Zanphorlin, Leticia M. ^[1] ; Diogo, Jose A. ^{[2, 1]} ; Lima, Evandro A. ^[1] ; Grandis, Adriana ^[6] ; Buckeridge, Marcos S. ^[6] ; Gozzo, Fabio C. ^[7] ; Benedetti, Celso E. ^[5] ; Polikarpov, Igor ^[8] ; Giuseppe, Priscila O. ^[1] ; Murakami, Mario T. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Brazilian Ctr Res Energy & Mat CNPEM, Brazilian Biorenewables Natl Lab LNBR, Campinas, SP - Brazil

^[2] Univ Estadual Campinas, Inst Biol, Grad Program Funct & Mol Biol, Campinas, SP - Brazil

^[3] Brazilian Ctr Res Energy & Mat CNPEM, Brazilian Synchrotron Light Lab LNLS, Campinas, SP - Brazil

^[4] Butantan Fdn, Butantan Inst, Sao Paulo, SP - Brazil

^[5] Brazilian Ctr Res Energy & Mat CNPEM, Brazilian Biosci Natl Lab LNBio, Campinas, SP - Brazil

^[6] Univ Sao Paulo, Inst Biosci, Dept Bot, Sao Paulo - Brazil

^[7] Univ Estadual Campinas, Inst Chem, Campinas, SP - Brazil

^[8] Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Phys, Sao Carlos, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: NATURE COMMUNICATIONS; v. 12, n. 1 JUN 30 2021.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Xyloglucans are highly substituted and recalcitrant polysaccharides found in the primary cell walls of vascular plants, acting as a barrier against pathogens. Here, we reveal that the diverse and economically relevant Xanthomonas bacteria are endowed with a xyloglucan depolymerization machinery that is linked to pathogenesis. Using the citrus canker pathogen as a model organism, we show that this system encompasses distinctive glycoside hydrolases, a modular xyloglucan acetylesterase and specific membrane transporters, demonstrating that plant-associated bacteria employ distinct molecular strategies from commensal gut bacteria to cope with xyloglucans. Notably, the sugars released by this system elicit the expression of several key virulence factors, including the type III secretion system, a membrane-embedded apparatus to deliver effector proteins into the host cells. Together, these findings shed light on the molecular mechanisms underpinning the intricate enzymatic machinery of Xanthomonas to depolymerize xyloglucans and uncover a role for this system in signaling pathways driving pathogenesis. Xyloglucans are polysaccharides found in plant cell walls. Here, the authors describe the xyloglucan depolymerization machinery of phytopathogenic Xanthomonas bacteria, and show that sugars released by this system induce the expression of key virulence factors driving pathogenesis. (AU)

• Processo FAPESP: 17/14253-9 - Avaliação do potencial biotecnológico do sistema celulolítico de Xanthomonas axonopodis pv. citri: uma abordagem estrutural, funcional e aplicada
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• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/26982-0 - Explorando novas estratégias para a despolimerização de polissacarídeos da parede celular vegetal: da estrutura, função e desenho racional de hidrolases glicosídicas às implicações biológicas e potenciais aplicações biotecnológicas
• Beneficiário: Mário Tyago Murakami
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 16/06509-0 - Entendimento do sistema enzimático envolvido na degradação e utilização de xiloglicanas do fitopatógeno Xanthomonas axonopodis pv. citri
• Beneficiário: Plínio Salmazo Vieira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/13684-0 - Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na síntese e degradação de carboidratos complexos
• Beneficiário: Igor Polikarpov
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/03724-3 - Entendimento do sistema de degradação e utilização de celulose pelo fitopatógeno Xanthomonas citri subsp. citri
• Beneficiário: José Alberto Diogo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/13936-0 - O papel do xiloglucano na determinação da arquitetura da parede celular de cana de açúcar
• Beneficiário: Adriana Grandis
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/00203-0 - Estudos das bases moleculares do sistema de degradação e utilização de mananas do fitopatógeno Xanthomonas axonopodis pv. citri
• Beneficiário: Isabela Mendes Bonfim
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 16/19995-0 - Análise da diversidade estrutural e funcional das enzimas pertencentes à família GH43 em Xanthomonas axonopodis pv. citri: implicações biológicas e possíveis aplicações biotecnológicas
• Beneficiário: Mariana Abrahão Bueno de Morais
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado