Structural and functional characterization of proteins related to the pathogenicity of Xylella fastidiosa

Xylella fastidiosa é uma bactéria responsável por inúmeras doenças de plantas em culturas economicamente importantes ao redor do mundo, incluindo a clorose variegada dos citros. Após a infecção de seu hospedeiro, as células de X. fastidiosa é apta a formarem uma estrutura de biofilme que bloqueia os vasos xilemáticos, levando a uma condição de estresse hídrico na planta hospedeira e desencadeando o desenvolvimento da doença. Tendo como estímulo a relevância econômica da citricultura para o Brasil e, visando reduzir os prejuízos provocados pelos problemas fitossanitários que acometem esta cultura, foi realizado um consórcio de pesquisa com o intuito de se conhecer completamente o genoma da linhagem 9a5c de X. fastidiosa. Inúmeras proteínas associadas com patogenicidade, adaptação e sobrevivência bacteriana foram identificadas, incluindo XfDsbC (proteína disulfeto isomerase), Xf5'-Nt (5'-nucelotidase), XfTolB (proteína de translocação B) e XfPal (lipoproteína associada ao peptidoglicano) que foram caracterizadas neste estudo. Empregando ferramentas de caracterização de proteínas, aspectos funcionais e estruturais destas quatro proteínas alvos foram avaliados. Dentre os resultados destaca-se a imunodetecção de XfDsbC, Xf5'-Nt, XfTolB e XfPal durante as diferentes fases de formação e desenvolvimento do biofilme de X. fastidiosa, que é tido como o principal mecanismo de patogenicidade deste fitopatógeno, confirmando a predição inicial de tais proteínas como associadas à patogenicidade bacteriana. Adicionalmente, resultados funcionais e estruturais revelaram detalhes finos do papel biológico desempenhado por cada uma das proteínas estudadas. Juntos, os resultados apresentados neste trabalho contribuem para o melhor entendimento de patogenicidade bacteriana, especialmente com respeito ao fitopatógeno X. fastidiosa.Xylella fastidiosa is a plant pathogen bacterium responsible for numerous economically important crops diseases around the world, including the citrus variegated chlorosis. Following the host infection, the X. fastidiosa cells are able to form a biofilm structure which block the xylem vessels, leading to a hydric stress condition in the host plant and triggers the disease development. Given the economic relevance of citriculture for Brazil and in order to reduce the damage caused by phytosanitary problems that affect the citrus production, a research consortium was established with the aim to elucidate the complete genome sequence of the X. fastidiosa 9a5c strain. Numerous proteins associated with bacterial pathogenicity, adaptation and survival have been identified, including XfDsbC (protein disulfide isomerase), Xf5'-Nt (5'-nucleotidase), XfTolB (protein translocation B) and XfPal (peptidoglycan-associated lipoprotein) which were characterized in this study. Using tools for protein characterization, structural and functional aspects of these four protein targets were evaluated. Among the results, we highlight the immunodetection of XfDsbC, Xf5'-Nt, XfTolB and XfPal during the different stages of X. fastidiosa biofilm formation and development which is considered the primary mechanism of pathogenicity of this pathogen. These findings, confirming the initial prediction that relates such proteins as associated with bacterial pathogenicity. Additionally, structural and functional results revealed accurate details of the biological role played by each protein studied. Taken together, the findings presented in this study contribute to a better understanding of bacterial pathogenesis, especially with regard to the plant pathogen X. fastidiosa