The secretome of the maize pathogen Ustilago maydis

Resumo

O Ustilago maydis (carvão-do-milho) estabelece uma relação biotrófica com sua planta hospedeira, ou seja, as células da planta permanecem vivas apesar do crescimento maciço do fungo no tecido infectado. A sequência do genoma revelou que o U. maydis é pouco equipado com enzimas que degradam a parede celular da planta e usa novos efetores de proteínas secretadas como determinantes cruciais para o desenvolvimento biotrófico. Muitos desses genes efetores são agrupados e regulados diferencialmente durante a colonização de plantas. Nesta revisão, analisamos o secretoma de U. maydis diferenciando entre enzimas secretadas, prováveis proteínas estruturais da parede celular do fungo (excluindo proteínas ancoradas em GPI), bem como prováveis efetores com função apoplástica ou citoplasmática. Essa classificação se baseia na presença de domínios funcionais, na estrutura geral do domínio e no padrão de cisteína. Além disso, discutimos as possíveis funções de classes de proteínas selecionadas com foco especial no desenvolvimento de doenças.

Abstract

Ustilago maydis establishes a biotrophic relationship with its host plant, i.e. plant cells stay alive despite massive fungal growth in infected tissue. The genome sequence has revealed that U. maydis is poorly equipped with plant cell wall degrading enzymes and uses novel secreted protein effectors as crucial determinants for biotrophic development. Many of these effector genes are clustered and differentially regulated during plant colonization. In this review, we analyze the secretome of U. maydis by differentiating between secreted enzymes, likely structural proteins of the fungal cell wall (excluding GPI-anchored proteins) as well as likely effectors with either apoplastic or cytoplasmic function. This classification is based on the presence of functional domains, general domain structure and cysteine pattern. In addition, we discuss possible functions of selected protein classes with a special focus on disease development.