近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业微生物资源团队深入研究了细菌III型分泌系统（T3SS）中的一个重要组件——裂解性转糖基酶的作用机制。相关成果以“Pseudomonas syringae lytic transglycosylase HrpH interacts with host ubiquitin ligase ATL2 to modulate plant immunity”为题，发表于Cell子刊《Cell Reports》。
本研究进一步探讨了HrpH蛋白的多域特性，发现HrpH不仅有助于调节效应蛋白的运输，还可以转移到植物细胞内。其保守的裂解性转糖基酶（SLT）域和第148位的谷氨酸（E148）催化位点在运输过程中扮演了重要角色。此外，HrpH及其SLT域能够在植物的质外体中触发细胞死亡，并抑制微生物分子模式识别受体启动的基础免疫反应（PTI）以及水杨酸（SA）信号通路，而这些功能并不依赖于E148催化位点。稳定表达HrpH的植物表现出PTI反应和SA信号途径的抑制，这可能削弱植物的抗病能力。
更重要的是，研究还揭示了HrpH可以与植物中的RING-type E3泛素连接酶ATL2相互作用，这种互作的关键在于SLT域，同样不依赖E148催化位点。因此，HrpH展示了双重功能：在细菌内部，它作为裂解性转糖基酶参与T3SS的组装和效应蛋白的运输；而在与植物的互动中，它则作为免疫调节因子，通过靶向植物的泛素连接酶来调控植物免疫。这一发现挑战了传统的T3SS仅作为蛋白质“注射器”的概念，为理解T3SS的多功能性提供了新的视角。
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所李俊州助理研究员和天津农学院谷医林副教授为共同第一作者，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所魏海雷研究员为主要通讯作者（Lead contact），康奈尔大学植物微生物系张薇研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国烟草总公司重大科技项目、贵州省烟草公司遵义市公司重点研发项目、中国农业科学院科技创新工程和现代农业产业技术体系北京市特色作物创新团队等项目资助。本研究是魏海雷研究员团队持续解析细菌与宿主植物互作机制（Cell Host Microbe, 2015; Cell Reports, 2018; Molecular Plant, 2020; Engineering, 2023; Microbiology Spectrum, 2023ab）的新突破。
图1 HrpH与泛素连接酶ATL2互作
图2 III型分泌系统组分蛋白HrpH作用机制
