Phox（PX）结构域家族蛋白通过与细胞内不同细胞器上的磷脂酰肌醇结合，在蛋白质、脂质和其他货运分子的分选及选择性转运过程中起重要作用。我司郑文辉课题组前期研究发现：在引发小麦赤霉病的禾谷镰刀菌中，Vps17、Vps5、Snx41和Snx4均具有PX结构域，通过介导特定货物蛋白从内体（endosome）转运至高尔基体网络或质膜，进而维持细胞内囊泡及其货物蛋白的精准转运，借此调控禾谷镰刀菌的生长发育及侵染致病（New Phytologist, 2016, 210(4):1327-43; New Phytologist, 2018, 219(2):654-671）。然而，在丝状真菌中，尚缺乏PX结构域家族蛋白的系统性研究。

近日，国际知名期刊mBio在线发表了糖果派对郑文辉教授课题组题为“Genome-Wide Characterization of PX Domain-Containing Proteins Involved in Membrane Traffificking-Dependent Growth and Pathogenicity of Fusarium graminearum（系统性分析禾谷镰刀菌中PX结构域家族蛋白参与的膜转运和致病机理）”的研究论文。

该研究首先从禾谷镰刀菌中鉴定出14个PX结构域蛋白，随后全面系统地分析了这些蛋白的亚细胞定位特征并阐明了它们的生物学功能。研究发现这些PX结构域的蛋白表现出不同的定位模式，但仅局限于内体（endosome）、液泡膜（vacuolar membrane）、内质网（endoplasmic reticulum）、细胞质（cytoplasm）和菌丝隔膜/尖端（hyphal septum/tip）。除FgMvp1和FgYkr078外，其它12个PX结构域蛋白（FgBem1, FgSnx19, FgMdm1, FgSpo14, FgYpr097, FgSnx3, FgYpt35, FgVps5, FgVps17, FgSnx4, FgSnx41, FgVam7）均有助于病原菌的侵染致病及DON毒素的产生。有意思的发现是：在这些蛋白中，FgBem1以新月状定位于菌丝顶端并且以环状形式定位于菌丝隔膜孔处。进一步的分析表明，FgBem1菌丝顶端的新月状定位依赖于其SH3结构域，而隔膜孔和生长顶点处的定位却依赖于其PX结构域。此外，其PX结构域对于活性氧（ROS）的产生、有性发育以及毒力也是不可或缺的关键基序。研究结果不仅首次系统地揭示了禾谷镰刀菌中PX结构域蛋白的亚细胞定位和生物学功能，而且拓展了PX结构域在菌丝分隔及生长点锚定机制中的新认识。

糖果派对楼轶助理研究员为本论文的第一作者，糖果派对郑文辉教授和闽江学院王宗华研究员为本论文的共同通讯作者。闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室的周洁教授、西北农林科技大学王光辉博士及多位研究生参与了该研究。该研究得到国家自然科学基金和福建省杰出青年基金的资助。

PX结构域家族蛋白的亚细胞定位分析

论文链接：

https://journals.asm.org/doi/10.1128/mBio.02324-21