Effektorprotein

Effektorprotein bezeichnet eine Gruppe sekretierter Proteine, die von Mikroorganismen wie Bakterien, Pilzen oder Oomyceten produziert werden und in Wirtszellen gelangen, um deren Prozesse zu beeinflussen. Das Hauptziel dieser Proteine besteht darin, die Abwehr des Wirts zu überwinden oder das Wirtszellprogramm zu manipulieren, damit sich der Erreger etablieren oder die Symbiose fördern kann.

In vielen Pathogenen werden Effektorproteine über spezialisierte Sekretionssysteme in die Wirtszelle eingeführt, am bekanntesten das Type-III-Sekretionssystem. Weitere Systeme wie Type-IV- oder Type-VI-Sekretionssysteme spielen ebenfalls eine Rolle. Nach der Freisetzung gelangen die Proteine typischerweise in das Wirtsplasma oder Zytoplasma, bei einigen verbleiben sie im Apoplasten.

Effektorproteine beeinflussen eine Vielzahl von Wirtsprozessen. Sie können Immunwege blockieren, Signalwege wie MAPK-Kaskaden stören, das Zytoskelett oder Vesikeltransport verändern oder den Zelltod der Wirtszelle beeinflussen. Viele Effektorproteine besitzen enzymatische Funktionen oder wirken als Substrate von Wirtsproteinen; Beispiele sind AvrPtoB, das als E3-Ubiquitin-Ligase wirkt, und YopJ, das MAPK-Signale deacetylieren kann. TAL-Effektoren wie AvrBs3 aus Xanthomonas-Arten aktivieren gezielte Transkriptionsprogramme im Wirtskern.

Wissenschaftlich spielen Effektorproteine eine zentrale Rolle beim Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Erreger und Wirtsorganismus. Pflanzen verfügen zudem über Resistenzrezeptoren, die spezifische Effektoren erkennen und damit eine starke Abwehrreaktion auslösen. Das Studium von Effektoren hilft zudem, neue Strategien zur Züchtung resistenter Sorten zu entwickeln.