El descubrimiento de una enzima clave en los patógenos Xanthomonas ofrece nuevas perspectivas para la gestión de las enfermedades de las plantas

Las enfermedades de las plantas representan una amenaza sustancial para la productividad agrícola, por lo que requieren estrategias eficaces de identificación y gestión. Estas enfermedades pueden propagarse rápidamente, causando grandes daños a los cultivos e importantes pérdidas económicas. La identificación precisa de los patógenos es esencial para llevar a cabo intervenciones específicas que reduzcan estos riesgos.

Recientes investigaciónpublicado el 19 de junio de 2024 en el Revista de la Sociedad Química Americanadestaca un notable avance en la comprensión de los patógenos vegetales. Un equipo de investigación dirigido por el profesor asociado Masahiro Nakajima, de la Universidad de Ciencias de Tokio, ha identificado una enzima clave, XccOpgD, en Xanthomonas campestris pv. campestris. Esta enzima es crucial para la síntesis de α-1,6-ciclada β-1,2-glucohexadecaosa (CβG16α), un compuesto que deteriora los mecanismos de defensa de las plantas.

Las especies de Xanthomonas son conocidas por afectar a una amplia gama de cultivos, como el arroz, el trigo y los tomates. Estos patógenos utilizan la CβG16α para inhibir las defensas de las plantas, como la expresión de proteínas relacionadas con la patogénesis y la acumulación de callosa. La identificación de XccOpgD, una glucósido hidrolasa (GH186), proporciona información valiosa sobre el papel de la enzima en la producción de CβG16α y su impacto en las enfermedades de las plantas.

El equipo de investigación, formado por Sei Motouchi, el científico principal Shiro Komba, del Instituto de Investigación Alimentaria de NARO, y Hiroyuki Nakai, de la Universidad de Niigata, utilizó técnicas bioquímicas y estructurales avanzadas. Se empleó la cristalografía de rayos X para estudiar el mecanismo catalítico de XccOpgD y la especificidad del sustrato, revelando un proceso de transglicosilación con inversión de anómeros.

Según el profesor Nakajima, este descubrimiento llena un vacío en la clasificación de las glucósido hidrolasas. La singular actividad enzimática de XccOpgD introduce una nueva categoría dentro de la familia GH186, esencial para la regulación de la pared celular bacteriana. Se descubrió que el mecanismo de la enzima implica la transformación de β-1,2-glucano lineal en CβG16α, con residuos catalíticos clave identificados como D379 y D291.

Las implicaciones de este descubrimiento se extienden a posibles estrategias de gestión de enfermedades vegetales. Dirigirse al XccOpgD o a sus homólogos podría ofrecer nuevas vías para desarrollar pesticidas que reduzcan la patogenicidad sin contribuir a la resistencia a los fármacos. Este enfoque contrasta con los fungicidas tradicionales, que pueden fomentar cepas bacterianas resistentes en el suelo.

La identificación de XccOpgD y su papel en la biosíntesis de CβG16α es un paso adelante en la fitopatología. Este avance promete mejorar las estrategias de gestión de enfermedades y contribuir a unas prácticas agrícolas más sostenibles, mejorando potencialmente la seguridad alimentaria y reduciendo el impacto medioambiental asociado a los pesticidas convencionales.