解析玉米黑粉菌（Ustilago maydis）的蔗糖代谢揭示出意想不到的复杂性

内容形式：摘要译文

对碳水化合物的争夺塑造着生物间的相互作用。在植物病原真菌中，蔗糖是关键营养物质，因为它构成植物体内的主要运输糖。在本研究中，我们考察了玉米黑粉菌（Ustilago maydis）对蔗糖的获取机制。该真菌是一种营养型病原菌，在侵染过程中会由酵母样生长转变为菌丝生长。我们确定，该真菌编码一种分泌型酸性转化酶 Suc2，其具有二聚体形式的经典糖苷水解酶家族32（glycoside hydrolase 32，GH32）结构。对不同真菌同源蛋白开展的比较生化分析表明，这种二聚体结构是最主要的存在形式；而最初在酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）Suc2中描述的更高阶寡聚体结构，仅限于部分谱系。出乎意料的是，去除 Suc2 并未损害真菌在蔗糖上的酵母样生长。同样，删除通常与细胞内蔗糖代谢相关的蔗糖转运蛋白 Srt1 和胞质水解酶 Suc1 的编码基因，也未能完全阻止其生长。相反，酵母样生长阶段对蔗糖的利用依赖于一个经过功能重新利用的非经典模块，该模块由麦芽糖转运蛋白 Agt1 和细胞内（异）麦芽糖酶组成。与此不同，致病性发育则高度依赖由 Srt1 和 Agt1 介导的经典细胞内蔗糖利用途径。综上，本研究界定了 U. maydis 完整的蔗糖利用体系，并揭示了其在不同生活方式下可在替代性蔗糖获取策略之间发生的代谢转换。灵活的碳源获取能力可能是担子菌病原真菌中一种广泛存在的适应性策略。

关键词：玉米黑粉菌 · 蔗糖代谢 · 真菌病原菌 · 糖苷水解酶GH32 · 糖转运蛋白 · 致病性发育

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.11.731450v1?rss=1