Pectin Methylesterase Inhibitors in Plant Defence Against Pathogens

La parete cellulare costituisce una barriera fisica contro i patogeni e le sue modificazioni sono spesso associate a cambiamenti nelle risposte di difesa delle piante. La pectina è responsabile delle proprietà meccaniche della parete come porosità, adesione e rigidità ed è il substrato di enzimi degradativi come poligalatturonasi e pectine metilesterasi. L’azione di questi enzimi è il prerequisito per la degradazione della parete da parte di altri enzimi. Le pectine sono sintetizzate come polimeri altamente metilesterificati e secrete nello spazio apoplastico dove sono de-esterificate dalla pectina metilesterasi. Evidenze sperimentali indicano che il livello e pattern di metilazione delle pectine svolge un ruolo nella resistenza costitutiva della pianta a patogeni batterici e fungini. La regolazione dell’attività della PME è determinata sia dalla differente espressione di isoforme diverse che ad opera di inibitori proteici dell’enzima (PMEI). La sovraespressione di PMEI è stata impiegata per ottenere un incremento della metilesterificazione delle pectine in piante di Arabidopsis. La riduzione dell’attività metilesterasica totale, associata all’incremento del grado di metilesterificazione delle pectine rispetto alle piante di tipo selvatico, ha comportato nelle linee transgeniche per gli inibitori una significativa riduzione della suscettibilità a due agenti di marciume, Pectobacterium carotovorum e Botrytis cinerea. E’ risultata anche significativamente diminuita la suscettibilità al betterio P. carotovorum in un mutante “knockout” per un’isoforma di PME. Studi recenti hanno evidenziato che la PME di pianta riveste un ruolo attivo nel movimento cellula-cellula e sistemico del TMV interagendo con la proteina di movimento codificata dal virus. Tuttavia il ruolo della interazione PME-MP riguardo il movimento non è stato fino ad ora chiarito. Con lo scopo di studiare le possibili interferenze della PMEI durante il processo di infezione virale, le piante di Arabidopsis sovraesprimenti inibitori di pectina metilesterasi sono state analizzate per la resistenza a un tobamovirus delle crocifere (TVCV) e i risultati ottenuti hanno evidenziato una alterazione nella diffusione sistemica del virus in piante di Arabidopsis sovraesprimenti un inibitore di PME rispetto alle piante di tipo selvatico.