黄素依赖型溴化酶XanJ参与黄单胞菌菌黄素的生物合成

作     者：郑哲麟 曹雪强 胡文达 宋凯 郝祥蕊 张红艳 何亚文 ZHENG Zhelin;CAO Xueqiang;HU Wenda;SONG Kai;HAO Xiangrui;ZHANG Hongyan;HE Yawen

作者机构：上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室教育部代谢与发育科学国际联合合作实验室上海交大-上海农乐生物农药与生物肥料联合研发中心上海200240 浙江工业大学生物工程学院杭州310014 上海农乐生物制品股份有限公司上海201419 

出 版 物：《植物病理学报》 (Acta Phytopathologica Sinica)

年 卷 期：2023年第53卷第2期

页      面：229-244页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 

基　　金：国家自然科学基金(31972231、32172355) 

主　　题：黄单胞菌 菌黄素 xanJ基因 黄素依赖型卤化酶 致病性 

摘      要：黄单胞菌属病原菌能侵染约400种植物,造成严重的经济损失。黄单胞菌的一个重要特征是产生具有保护功能的菌黄素。菌黄素是一类含有两个溴修饰的芳香多烯类磷脂化合物,但负责溴修饰的基因及其溴化机理还不清楚。本研究以野油菜黄单胞菌XC1菌株和稻黄单胞菌PXO99A菌株菌黄素生物合成基因簇中的xanJ为研究对象,开展了生物信息学、遗传学、生物化学和病理学等方面的探究,初步阐明了xanJ的生物学功能。XanJ含有一个FAD结合结构域或一个色氨酸卤化酶结构域,拥有高度保守基序GXGXXG和WXWXIP,属于一类FAD依赖型卤化酶;xanJ敲除突变体无法合成双溴菌黄素,但仍能合成少量无溴化修饰的菌黄素;xanJ突变体中菌黄素前体3-羟基苯甲酸和4-羟基苯甲酸无积累;在xanJ突变体中过表达已知的酚类卤化酶基因ab10、bmp5、aerJ和mcnD无法恢复双溴菌黄素的生物合成;敲除xanJ不影响病原菌的胞外纤维素酶﹑胞外蛋白酶和胞外多糖的生物合成,也不影响对甘蓝的致病性。因此,XanJ可能负责菌黄素多烯链上β-碳原子的溴化,并参与菌黄素生物合成过程中的多烯链延伸。