Limited action of papain on the native forms of two cellobiohydrolases (CBH) from Trichoderma reesei (CBH I, 65 kDa, and CBH II, 58 kDa) leads to the isolation of the respective core fragments (56 kDa and 45 kDa) which are fully active on small, soluble substrates, but have a strongly reduced activity (respectively 10% and 50% of the initial value) on microcrystalline cellulose (Avicel). By partial sequencing at the C terminus of the CBH I core and at the N terminus of the CBH II core the papain cleavage sites have been assigned in the primary structures (at about residue 431 and 82 respectively). This limited action of papain on the native enzymes indicates the presence of hinge regions linking the core to these terminal glycopeptides. The latter conserved sequences appear either at the C or N terminus of several cellulolytic enzymes from Trichoderma reesei [Teeri et al. (1987) Gene 51 , 43–52]. The specific activities of the intact enzymes and their cores on two forms of insoluble cellulose (crystalline, amorphous) differentiate the CBH I and CBH II in terms of adsorption and catalytic properties. Distinct functions can be attributed to the terminal peptides: for intact CBH II the N‐terminal region contributes in the binding onto both cellulose types; the homologous C‐terminal peptide in CBH I, however, only affects the interaction with microcrystalline cellulose. It could be inferred that CBH I and its core bind preferentially to crystalline regions. This seems to be corroborated by the results of CBH I/CBH II synergism experiments.

Limited proteolysis of the cellobiohydrolase I (CBH I, 65 kDa) from Trichoderma reesei by papain yields a core protein (56 kDa) which is fully active against small, soluble substrates such as the chromophoric glycosides derived from the cellodextrins and lactose. Activity against an insoluble substrate, such as Avicel, is however completely lost and concomitantly decreased adsorption onto this microcrystalline cellulose is observed. The peptide (10 kDa), initially split off during proteolysis, is identified as the heavily glycosylated carboxy‐terminal of the native CBH I. Depending on the experimental conditions the core protein is further nicked in between disulfide bonds, but its properties and stability do not appreciably differ from those of intact CBH I. These results lead to the proposal of a bifunctional organisation of the CBH I: one domain, corresponding to the carboxyterminal, acts as a binding site for insoluble cellulose and the other, localised in the core protein, contains the active (hydrolytic) site.

Abstract In most rod-shaped bacteria, the actin homologue MreB is an essential component of the protein complex effecting cell wall elongation. The polymerization cycle and filament properties of eukaryotic actin have studied for decades and are well characterized. However, purification and in vitro work on MreB proteins have proven very difficult. Current knowledge of MreB biochemical and polymerization properties remains limited and is based on MreB proteins from Gram-negative species. In this study, we report the first observation of organized filaments and the first 3D-structure of MreB from a Gram-positive bacterium. We have purified MreB from the thermophilic Geobacillus stearothermophilus and shown that it forms straight pairs of protofilaments in vitro , and that polymerization depends on the presence of both lipids and nucleotide triphosphate. Two spatially close short hydrophobic sequences mediate membrane anchoring. Importantly, we demonstrate that unlike eukaryotic actin, nucleotide hydrolysis is a prerequisite for MreB interaction with the membrane, and that binding to lipids then triggers polymerization. Based on our results, we propose a molecular model for the mechanism of MreB polymerization.

ABSTRACT In Archaea and Eukaryotes, the synthesis of a universal tRNA modification, t 6 A, is catalyzed by the KEOPS complex composed of Kae1, Bud32, Cgi121 and Pcc1. A fifth subunit, Gon7, is found only in Fungi and Metazoa. Mutations in all five genes encoding human KEOPS subunits leads to Galloway-Mowat syndrome, a severe genetic disease causing childhood lethality. Here, we describe the discovery and biochemical characterization of the archaeal fifth KEOPS subunit. This protein, dubbed Pcc2, is a paralog of Pcc1 and is widely conserved in Archaea. Pcc1 and Pcc2 form a heterodimer in solution, show modest sequence conservation but very high structural similarity. The 5-subunit KEOPS lost its capacity to form dimers but its tRNA binding and t 6 A synthetic activity remained robust. Pcc2 can substitute Pcc1 but the resulting KEOPS complex is inactive suggesting a distinct function for the two paralogs. Comparative sequence and structure analyses point to a possible evolutionary link between archaeal Pcc2 and eukaryotic Gon7 proteins. Our work thus reveals that Pcc2 has evolved to regulate the oligomeric state of KEOPS complex thus adding another layer of complexity to the biosynthesis of t 6 A that seems to be conserved from Archaea to Eukaryotes.

Abstract Recognition of a pathogen avirulence (AVR) effector protein by a cognate plant resistance (R) protein triggers a set of immune responses that render the plant resistant. Pathogens can escape this so-called Effector-Triggered Immunity (ETI) by different mechanisms including the deletion or loss-of-function mutation of the AVR gene, the incorporation of point mutations that allow recognition to be evaded while maintaining virulence function, and the acquisition of new effectors that suppress AVR recognition. The Dothideomycete Leptosphaeria maculans , causal agent of oilseed rape stem canker, is one of the few fungal pathogens where suppression of ETI by an AVR effector has been demonstrated. Indeed, AvrLm4-7 suppresses Rlm3- and Rlm9- mediated resistance triggered by AvrLm3 and AvrLm5-9, respectively. The presence of AvrLm4-7 does not impede AvrLm3 and AvrLm5-9 expression, and the three AVR proteins do not appear to physically interact. To decipher the epistatic interaction between these L. maculans AVR effectors, we determined the crystal structure of AvrLm5-9 and obtained a 3D model of AvrLm3, based on the crystal structure of Ecp11-1, a homologous AVR effector candidate from Fulvia fulva . Despite a lack of sequence similarity, AvrLm5-9 and AvrLm3 are structural analogues of AvrLm4-7 (structure previously characterized). Structure-informed sequence database searches identified a larger number of putative structural analogues among L. maculans effector candidates, including the AVR effector AvrLmS-Lep2, all produced during the early stages of oilseed rape infection, as well as among effector candidates from other phytopathogenic fungi. These structural analogues are named LARS (for Leptosphaeria AviRulence and Suppressing) effectors. Remarkably, transformants of L. maculans expressing one of these structural analogues, Ecp11-1, triggered oilseed rape immunity in several genotypes carrying Rlm3 . Furthermore, this resistance could be suppressed by AvrLm4-7. These results suggest that Ecp11-1 shares a common activity with AvrLm3 within the host plant which is detected by Rlm3, or that the Ecp11-1 structure is sufficiently close to that of AvrLm3 to be recognized by Rlm3. Author summary An efficient strategy to control fungal diseases in the field is genetic control using resistant crop cultivars. Crop resistance mainly relies on gene-for-gene relationships between plant resistance ( R ) genes and pathogen avirulence ( AVR ) genes, as defined by Flor in the 1940s. However, such gene-for-gene relationships can increase in complexity over the course of plant-pathogen co-evolution. Resistance against the plant-pathogenic fungus Leptosphaeria maculans by Brassica napus and other Brassica species relies on the recognition of effector (AVR) proteins by R proteins; however, L. maculans produces an effector that suppresses a subset of these specific resistances. Using a protein structure approach, we revealed structural analogy between several of the resistance-triggering effectors, the resistance-suppressing effector, and effectors from other plant-pathogenic species in the Dothideomycetes and Sordariomycetes classes, defining a new family of effectors called LARS. Notably, cross-species expression of one LARS effector from Fulvia fulva , a pathogen of tomato, in L. maculans resulted in recognition by several resistant cultivars of oilseed rape. These results highlight the need to integrate knowledge on effector structures to improve resistance management and to develop broad-spectrum resistances for multi-pathogen control of diseases.

Abstract Protein mycoloylation is a newly characterized post-translational modification (PTM) specifically found in Corynebacteriales , an order of bacteria that includes numerous human pathogens. Their envelope is composed of a unique outer membrane, the so-called mycomembrane made of very-long chain fatty acids, named mycolic acids. Recently, some mycomembrane proteins including PorA have been unambiguously shown to be covalently modified with mycolic acids in the model organism Corynebacterium glutamicum by a mechanism that relies on the mycoloyltransferase MytC. This PTM represents the first example of protein O -acylation in prokaryotes and the first example of protein modification by mycolic acid. Through the design and synthesis of trehalose monomycolate (TMM) analogs, we prove that i ) MytC is the mycoloyltransferase directly involved in this PTM, ii ) TMM, but not TDM, is a suitable mycolate donor for PorA mycoloylation, iii ) MytC is able to discriminate between an acyl and a mycoloyl chain in vitro unlike other trehalose mycoloyltransferases. We also solved the structure of MytC acyl-enzyme obtained with a soluble short TMM analogs which constitutes the first mycoloyltransferase structure with a covalently linked to an authentic mycolic acid moiety. These data highlight the great conformational flexibility of the active site of MytC during the reaction cycle and pave the way for a better understanding of the catalytic mechanism of all members of the mycoloyltransferase family including the essential Antigen85 enzymes in Mycobacteria .