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Arabidopsis immune responses triggered by cellulose- and mixed-linked glucan-derived oligosaccharides require a group of leucine-rich repeat malectin receptor kinases.
Martín-Dacal, Marina; Fernández-Calvo, Patricia; Jiménez-Sandoval, Pedro; López, Gemma; Garrido-Arandía, María; Rebaque, Diego; Del Hierro, Irene; Berlanga, Diego José; Torres, Miguel Ángel; Kumar, Varun; Mélida, Hugo; Pacios, Luis F; Santiago, Julia; Molina, Antonio.
Afiliación
  • Martín-Dacal M; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, Universidad Politécnica de Madrid (UPM) - Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA/CSIC), Campus de Montegancedo UPM, 28223, Pozuelo de Alarcón, Spain.
  • Fernández-Calvo P; Departamento de Biotecnología-Biología Vegetal, Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaría y de Biosistemas, UPM, 28040, Madrid, Spain.
  • Jiménez-Sandoval P; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, Universidad Politécnica de Madrid (UPM) - Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA/CSIC), Campus de Montegancedo UPM, 28223, Pozuelo de Alarcón, Spain.
  • López G; Departamento de Biotecnología-Biología Vegetal, Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaría y de Biosistemas, UPM, 28040, Madrid, Spain.
  • Garrido-Arandía M; University of Lausanne (UNIL), Biophore Building, Départament de Biologie Moléculaire Végétale (DBMV), UNIL Sorge, CH-1015, Lausanne, Switzerland.
  • Rebaque D; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, Universidad Politécnica de Madrid (UPM) - Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA/CSIC), Campus de Montegancedo UPM, 28223, Pozuelo de Alarcón, Spain.
  • Del Hierro I; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, Universidad Politécnica de Madrid (UPM) - Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA/CSIC), Campus de Montegancedo UPM, 28223, Pozuelo de Alarcón, Spain.
  • Berlanga DJ; Departamento de Biotecnología-Biología Vegetal, Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaría y de Biosistemas, UPM, 28040, Madrid, Spain.
  • Torres MÁ; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, Universidad Politécnica de Madrid (UPM) - Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA/CSIC), Campus de Montegancedo UPM, 28223, Pozuelo de Alarcón, Spain.
  • Kumar V; Departamento de Biotecnología-Biología Vegetal, Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaría y de Biosistemas, UPM, 28040, Madrid, Spain.
  • Mélida H; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, Universidad Politécnica de Madrid (UPM) - Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA/CSIC), Campus de Montegancedo UPM, 28223, Pozuelo de Alarcón, Spain.
  • Pacios LF; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, Universidad Politécnica de Madrid (UPM) - Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA/CSIC), Campus de Montegancedo UPM, 28223, Pozuelo de Alarcón, Spain.
  • Santiago J; Departamento de Biotecnología-Biología Vegetal, Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaría y de Biosistemas, UPM, 28040, Madrid, Spain.
  • Molina A; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, Universidad Politécnica de Madrid (UPM) - Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA/CSIC), Campus de Montegancedo UPM, 28223, Pozuelo de Alarcón, Spain.
Plant J ; 113(4): 833-850, 2023 02.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-36582174
ABSTRACT
The plant immune system perceives a diversity of carbohydrate ligands from plant and microbial cell walls through the extracellular ectodomains (ECDs) of pattern recognition receptors (PRRs), which activate pattern-triggered immunity (PTI). Among these ligands are oligosaccharides derived from mixed-linked ß-1,3/ß-1,4-glucans (MLGs; e.g. ß-1,4-D-(Glc)2 -ß-1,3-D-Glc, MLG43) and cellulose (e.g. ß-1,4-D-(Glc)3 , CEL3). The mechanisms behind carbohydrate perception in plants are poorly characterized except for fungal chitin oligosaccharides (e.g. ß-1,4-d-(GlcNAc)6 , CHI6), which involve several receptor kinase proteins (RKs) with LysM-ECDs. Here, we describe the isolation and characterization of Arabidopsis thaliana mutants impaired in glycan perception (igp) that are defective in PTI activation mediated by MLG43 and CEL3, but not by CHI6. igp1-igp4 are altered in three RKs - AT1G56145 (IGP1), AT1G56130 (IGP2/IGP3) and AT1G56140 (IGP4) - with leucine-rich-repeat (LRR) and malectin (MAL) domains in their ECDs. igp1 harbors point mutation E906K and igp2 and igp3 harbor point mutation G773E in their kinase domains, whereas igp4 is a T-DNA insertional loss-of-function mutant. Notably, isothermal titration calorimetry (ITC) assays with purified ECD-RKs of IGP1 and IGP3 showed that IGP1 binds with high affinity to CEL3 (with dissociation constant KD  = 1.19 ± 0.03 µm) and cellopentaose (KD  = 1.40 ± 0.01 µM), but not to MLG43, supporting its function as a plant PRR for cellulose-derived oligosaccharides. Our data suggest that these LRR-MAL RKs are components of a recognition mechanism for both cellulose- and MLG-derived oligosaccharide perception and downstream PTI activation in Arabidopsis.
Asunto(s)
Palabras clave

Texto completo: 1 Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Arabidopsis / Proteínas de Arabidopsis Idioma: En Revista: Plant J Asunto de la revista: BIOLOGIA MOLECULAR / BOTANICA Año: 2023 Tipo del documento: Article País de afiliación: España

Texto completo: 1 Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Arabidopsis / Proteínas de Arabidopsis Idioma: En Revista: Plant J Asunto de la revista: BIOLOGIA MOLECULAR / BOTANICA Año: 2023 Tipo del documento: Article País de afiliación: España