The maize pathogen <i>Ustilago maydis</i> secretes glycoside hydrolases and carbohydrate oxidases directed towards components of the fungal cell wall
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Filamentous fungi are keystone microorganisms in the regulation of many processes occurring on Earth, such as plant biomass decay, pathogenesis as well as symbiotic associations. In many of these processes, fungi secrete carbohydrate-active enzymes (CAZymes) to modify and/or degrade carbohydrates. Ten years ago, while evaluating the potential of a secretome from the maize pathogen Ustilago maydis to supplement lignocellulolytic cocktails, we noticed it contained many unknown or poorly characterized CAZymes. Here, and after re-annotation of this dataset and detailed phylogenetic analyses, we observed that several CAZymes (including glycoside hydrolases and carbohydrate oxidases) are predicted to act on the fungal cell wall (FCW), notably on β-1,3-glucans. We heterologously produced and biochemically characterized two new CAZymes, called Um GH16_1-A and Um AA3_2-A. We show that Um GH16_1-A displays β-1,3-glucanase activity, with a preference for β-1,3-glucans with short β-1,6 substitutions, and Um AA3_2-A is a dehydrogenase catalyzing the oxidation of β-1,3- and β-1,6-gluco-oligosaccharides into the corresponding aldonic acids. Working on model β-1,3-glucans, we show that the linear oligosaccharide products released by Um GH16_1-A are further oxidized by Um AA3_2-A, bringing to light a putative biocatalytic cascade. Interestingly, analysis of available transcriptomics data indicates that both Um GH16_1-A and Um AA3_2-A are co-expressed, only during early stages of U. maydis infection cycle. Altogether, our results suggest that both enzymes are connected and that additional accessory activities still need to be uncovered to fully understand the biocatalytic cascade at play and its physiological role. Importance Filamentous fungi play a central regulatory role on Earth, notably in the global carbon cycle. Regardless of their lifestyle, filamentous fungi need to remodel their own cell wall (mostly composed of polysaccharides) to grow and proliferate. To do so, they must secrete a large arsenal of enzymes, most notably carbohydrate-active enzymes (CAZymes). However, research on fungal CAZymes over past decades has mainly focused on finding efficient plant biomass conversion processes while CAZymes directed at the fungus itself have remained little explored. In the present study, using the maize pathogen Ustilago maydis as model, we set off to evaluate the prevalence of CAZymes directed towards the fungal cell wall during growth of the fungus on plant biomass and characterized two new CAZymes active on fungal cell wall components. Our results suggest the existence of a biocatalytic cascade that remains to be fully understood.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».