【创新在大工】生物工程学院在几丁质脱乙酰基酶研究领域取得重要突破

由病原真菌所导致的植物病害造成农作物严重减产甚至绝产，每年造成全球经济损失高达数千亿美元，并引发粮食危机。一些具有毁灭性危害的作物病害如小麦条锈病、小麦赤霉病、稻瘟病等目前缺少安全有效的防控方法，对这几类植物病害的有效防控是植物保护领域的世界性难题，也是我国农业领域的重大战略需求。

病原真菌入侵植物时，其细胞壁中的几丁质会被植物几丁质酶水解成几丁质寡糖，这些寡糖被植物细胞膜受体识别，进而引发植物自身免疫响应，进攻病原真菌。近几年，人们发现病原真菌能分泌几丁质脱乙酰基酶修饰自身细胞壁上的几丁质，从而逃避植物免疫响应，实现侵染。

近日，我校生物工程学院生物分子靶标研究室在防治植物真菌病害方面取得重要进展，揭示了植物病原真菌几丁质脱乙酰基酶(CDA)的保守结构特征，并获得了有望控制植物病害的CDA抑制剂，该研究不仅为设计靶向CDA的抗菌剂提供了结构基础，更为作物病害防治开辟了一个新的思路。

在这项研究中，作者证明了CDA的几丁质脱乙酰基活性对真菌的完全毒力至关重要，并且新发现的CDA抑制剂苯甲羟肟酸(BHA)及其衍生物，可以增强小麦、大豆和棉花对五种危害极为严重的病原真菌的抗性。文章报道了两种具有代表性且在系统发育上距离较远的植物病原真菌CDA（来自土传致病真菌大丽轮枝菌的VdPDA1和来自气传致病真菌小麦条锈病菌的Pst_13661）的无配体及酶-抑制剂复合物等不同状态的五个结构。这些结构与生物化学数据共同揭示了植物病原真菌CDA的结构保守性，并阐明了BHA的抑制机制。该研究为设计靶向CDA的绿色农药开发提供了结构基础，为作物病害防治提供了一个新策略。

相关成果以题为Inhibition of chitin deacetylases to attenuate plant fungal diseases发表在国际顶级学术期刊Nature Communications(《自然-通讯》)上。大连理工大学为论文的第一完成单位，生物工程学院刘霖、南京农业大学夏业强和中国农业科学院博士研究生李迎晨（大工硕士毕业生）为该论文的共同第一作者，杨青教授、中国农业科学院程红梅研究员和南京农业大学王源超教授为共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金、深圳市科技计划项目、深圳市大鹏新区科技创新与产业发展专项基金项目的支持。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39562-7