De tomatenschimmel Cladosporium fulvum produceert een eiwit dat signaalmoleculen onderschept voordat de tomatenplant dat kan doen. Zo wordt het afweersysteem van die plant koest gehouden, schrijven Wageningse onderzoekers in het onlinetijdschrift eLife.

De signaalmoleculen in kwestie zijn chitinefragmenten. Chitine, een polysacharide, vormt de belangrijkste component van de celwand van zo’n schimmel. Planten scheiden dan ook als eerstelijnsverdediging chitinase-enzymen af die dat chitine afbreken.

Vervolgens is het de bedoeling dat de chitineflarden worden opgevangen door zogeheten LysM-domeinen van eiwitreceptoren, die eveneens deel uitmaken van het immuunsysteem van de plant. Het is een signaal dat de chitinase-enzymen een schimmel zijn tegengekomen en dat ook de tweedelijnsverdediging moet worden ingeschakeld.

In 2010 ontdekten ze in Wageningen al dat de schimmel terugslaat door een eiwit genaamd Ecp6 aan te maken dat dit signaal onderschept. En Bart Thomma en collega’s zijn er nu min of meer toevallig achter gekomen hoe dat eiwit dat doet.

Ze lieten het eiwit namaken door een gemodificeerde gistcultuur (Pichia pastoris) om er voldoende van in handen te krijgen voor een structuurbepaling met röntgenkristallografie. Die analyse wees uit dat een deel van de eiwitmoleculen dimeren had gevormd. Maar wat de onderzoekers ook zagen, was het onmiskenbare signaal van chitinefragmenten die in de dimeren klem zaten.

Die chitine hadden ze er niet zelf bijgedaan. Het moest dus uit de gistcellen komen. Kennelijk waren de dimeren toen al gevormd en hadden ze, inclusief chitine, de complete opzuiverings- en analyseprocedure ongeschonden doorstaan. Hetgeen alleen maar kon als die chitine echt muurvast zat.

En dat blijkt nu juist de mop. Elk Ecp6-eiwit heeft drie LysM-domeinen, die sprekend lijken op die van het immuunsysteem. Twee van die drie zitten vlakbij elkaar en kunnen samen een chitinefragment binden met wat de auteurs omschrijven als ‘ultrahoge affiniteit’. Een tweede Ecp6 springt er bovenop en de chitine is volkomen onzichtbaar voor de receptoren van de plant. Het hele proces gaat bovendien zo snel dat die receptoren vrijwel niet de kans krijgen om Ecp6 vóór te zijn.

De binding is zelfs zo sterk (denk aan 12 waterstofbruggen en nog een stuk of wat andere niet-covalente interacties) dat het onmogelijk blijkt om in gistcellen Ecp6 te kweken waar géén chitine doorheen zit. Darvoor moesten de auteurs uitwijken naar een kweekje van zoogdiercellen die zelf geen chitine aanmaken.

Wat de rol van het derde LysM-domein van Ecp6 is, is nog niet duidelijk.

bron: WUR