Cell wall biosynthesis in the pathogenic oomycete Saprolegnia parasitica

Tid: Må 2019-12-16 kl 10.00

Plats: FB42, Roslagstullsbacken 21, AlbaNova, Stockholm (English)

Ämnesområde: Bioteknologi

Respondent: Elzbieta Rzeszutek , Glykovetenskap

Opponent: Professor Carol Munro, University of Aberdeen, Institute of Medical Sciences

Handledare: Professor Vincent Bulone, Glykovetenskap

Abstract

Oomyceten Saprolegnia parasitica är en svampliknande mikroorganism som orsakar fisksjukdomen saprolegniosis, vilken leder till stora ekonomiska förluster inom vattenbruk. För närvarande finns det ingen effektiv metod för att kontrollera infektionen och därför är behovet av metoder för att begränsa sjukdom stort. Ett lovande tillvägagångssätt för att angripa patogenen är genom att hämma biosyntes av cellväggen, särskilt de enzymer som är involverade i kolhydratbiosyntes. Cellväggen hos S. parasitica består huvudsakligen av cellulosa, ß-1,3 och ß-1,6- glukaner, samt små mängder kitin. Den tillgängliga genomsekvensen möjliggjorde identifiering av sex förmodade kitin (Chs) och cellulosa (CesA) -syntasgener. Huvudsyftet med denna avhandling var att karakterisera CHS och CesA från S. parasitica och testa effekten av cellväggsrelaterade inhibitorer på patogenens tillväxt. De testade inhibitorerna inkluderade nikcomycin Z, en kompetitiv inhibitor av CHS, samt flera inhibitorer av cellulosabiosyntes, nämligen flupoxam, CGA325'615 och compund I (Cl). Alla inhibitorer reducerade kraftigt tillväxten av S. parasitica och genom användning av en radiometrisk analysmetod visades att in vitro-bildningen av kitin och cellulosa inhiberades. Kemikalierna påverkade också uttrycket av några av Chsoch CesA-generna. En av CHS, nämligen SpCHS5, uttrycktes framgångsrikt i jäst och renades till homogenitet som ett fullängdsprotein. Det rekombinanta enzymet karakteriserades biokemiskt och visade sig bilda kitinkristalliter in vitro. Dessutom indikerar våra data att SpCHS5 troligen är en homodimer som kan bilda större komplex bestående av flera subenheter. Punktmutationer av konserverade aminosyror tillät oss att identifiera de aminosyror som är väsentliga för enzymets aktivitet och processivitet. Förutom de cellväggsrelaterade inhibitorerna testades även biosurfaktanten massetolid A som produceras naturligt av Pseudomonasarter. Denna visade sig ha en starkt inhiberande verkan på S. parasiticatillväxt. Sammantaget bidrar våra data med viktig information rörande de grundläggande mekanismerna för biosyntes av kitin och cellulosa i oomyceter och de biokemiska egenskaperna av de involverade enzymerna. Resultaten visar också att enzymerna som är involverade i biosyntes av cellväggen är lovande mål för bekämpningsmedel mot oomyceter även då motsvarande polysackarider, såsom kitin, förekommer i små mängder i cellväggen.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-263918

Innehållsansvarig:Sabina Fabrizi
Tillhör: CBH
Senast ändrad: 2019-11-19