线粒体自噬是真核细胞选择性清除受损线粒体、维持代谢稳态的关键过程。在植物病原真菌中,该机制与侵染结构的形成和致病力密切相关。然而,位于线粒体内膜上的自噬调控因子及其翻译后修饰机制长期未被阐明,限制了针对植物真菌病害的药物靶点开发。

2026年4月20日,浙江大学农业与生物技术学院林福呈教授和刘小红教授团队在《自然·微生物学》发表题为“MoCox6 is a regulator of mitophagy and a druggable target in Magnaporthe oryzae”的研究论文。该研究首次发现线粒体内膜蛋白MoCox6是稻瘟病菌选择性线粒体自噬的核心调控因子,并基于其结构特征筛选出广谱抗真菌候选化合物Pan-RAS-IN-1,为水稻稻瘟病等重大真菌病害的绿色防控提供了新策略。

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研究团队通过定量蛋白质组学与互作组学联合筛选,鉴定出定位于线粒体内膜的细胞色素c氧化酶亚基MoCox6。该蛋白在正常状态下被线粒体外膜屏蔽;当外膜发生蛋白酶体依赖性破裂后,MoCox6暴露于胞质,并同时结合自噬起始蛋白MoAtg5和成核因子MoAtg14,从而桥接自噬体前体与受损线粒体,启动选择性降解。进一步研究发现,去琥珀酰化酶MoSirt5通过特异性去除MoCox6第144位赖氨酸的琥珀酰化修饰,调控其与自噬蛋白的互作能力。结构生物学与点突变分析显示,第95位天冬氨酸是MoCox6兼具线粒体代谢支持与自噬诱导双重功能的关键残基,该位点突变会导致琥珀酰辅酶A池耗竭、线粒体膜电位丧失以及完全的自噬缺陷。

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鉴于MoCox6在稻瘟病菌致病力中的核心作用,团队针对其第95位天冬氨酸形成的表面空腔开展了高通量虚拟筛选,从约20万个小分子化合物中鉴定出Pan-RAS-IN-1。表面等离子体共振和分子动力学模拟表明,该化合物以微摩尔级亲和力稳定结合于MoCox6的活性口袋,直接阻断其与MoAtg5和MoAtg14的互作,从而抑制线粒体自噬流。田间试验显示,施用Pan-RAS-IN-1对水稻叶瘟的防控效果与市售主流杀菌剂三环唑和多菌灵相当,且对水稻种子萌发和植株生长无可见毒性。更重要的是,MoCox6的关键结合残基在稻瘟病菌、西瓜炭疽病菌、禾谷镰刀菌、灰霉菌等七种重要植物病原真菌中高度保守,Pan-RAS-IN-1对上述病原均表现出显著抑菌活性,并在黄瓜炭疽病和小麦赤霉病活体实验中验证了其广谱防效。

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