The Crystal Structure of Necrosis- and Ethylene-Inducing Protein 2 from the Causal Agent of Cacao's Witches' Broom Disease Reveals Key Elements for Its Activity

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)The necrosis- and ethylene-inducing peptide 1 (NEP1)-like proteins (NLPs) are proteins secreted from bacteria, fungi and oomycetes, triggering immune responses and cell death in dicotyledonous plants. Genomic-scale studies of Moniliophthora perniciosa, the fungus that causes the Witches' Broom disease in cacao, which is a serious economic concern for South and Central American crops, have identified five members of this family (termed MpNEP1-5). Here, we show by RNA-seq that MpNEP2 is virtually the only NLP expressed during the fungus infection. The quantitative real-time polymerase chain reaction results revealed that MpNEP2 has an expression pattern that positively correlates with the necrotic symptoms, with MpNEP2 reaching its highest level of expression at the advanced necrotic stage. To improve our understanding of MpNEP2's molecular mechanism of action, we determined the crystallographic structure of MpNEP2 at 1.8 angstrom resolution, unveiling some key structural features. The implications of a cation coordination found in the crystal structure were explored, and we show that MpNEP2, in contrast to another previously described member of the NLP family, NLPpya from Pythium aphanidermatum, does not depend on an ion to accomplish its necrosis- and electrolyte leakage-promoting activities. Results of site-directed mutagenesis experiments confirmed the importance of a negatively charged cavity and an unforeseen hydrophobic beta-hairpin loop for MpNEP2 activity, thus offering a platform for compound design with implications for disease control. Electron paramagnetic resonance and fluorescence assays with MpNEP2 performed in the presence of lipid vesicles of different compositions showed no sign of interaction between the protein and the lipids, implying that MpNEP2 likely requires other anchoring elements from the membrane to promote cytolysis or send death signals.504599019910Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)FAPESP [2010/51884-8, 2009/50119-9, 2008/50995-0, 2010/51891-4

Characterization of necrosis and ethylene-inducing proteins (NEP) in the basidiomycete Moniliophthora perniciosa, the causal agent of witches' broom in Theobroma cacao

The hemibiotrophic basidiomycete Moniliophthora perniciosa causes witches' broom disease of Theobroma cacao. Analysis of the M. perniciosa draft genome led to the identification of three putative genes encoding necrosis and ethylene -inducing proteins (MpNEPs), which are apparently located on the same chromosome. MpNEP1 and 2 have highly similar sequences and are able to induce necrosis and ethylene emission in tobacco and cacao leaves. MpNEP1 is expressed in both biotrophic and saprotrophic mycelia, the protein behaves as an oligomer in solution and is very sensitive to temperature. MpNEP2 is expressed mainly in biotrophic mycelia, is present as a monomer in solution at low concentrations (<40 pm) and is able to recover necrosis activity after boiling. These differences indicate that similar NEPs can have distinct physical characteristics and suggest possible complementary roles during the disease development for both proteins. This is the first report of NEP1-like proteins in a basidiomycete. (C) 2007 The British Mycological Society. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.11144345

Análise econômico-financeira do gerenciamento dos resíduos sólidos orgânicos em uma agroindústria de processamento mínimo de hortaliças.

As atividades agroindustriais geram grandes quantidades de resíduos sólidos orgânicos. Por essa razão, são responsáveis por estabelecer metas e estratégias de gerenciamento de seus resíduos, visando, sempre que possível, à reutilização, à reciclagem e ao tratamento. Realizou-se um estudo de caso em que foi avaliada a viabilidade econômico-financeira de diferentes cenários para o gerenciamento de resíduos sólidos orgânicos provenientes do processamento mínimo de hortaliças em uma agroindústria localizada na cidade de Teresópolis, no estado do Rio de Janeiro, Brasil. Os cenários que avaliaram os custos com a disposição final dos resíduos sólidos orgânicos em aterros sanitários se apresentaram elevados. Já no cenário que considerou o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos, por meio da técnica de compostagem, observou-se que este foi viável financeiramente e atrativo para investimento, pois apresentou uma rentabilidade na ordem de 19,28% a.a., rentabilidade esta superior às diferentes opções de aplicações financeiras disponíveis no mercado. Com o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos e a comercialização do composto produzido, promove-se a geração de receita para a agroindústria e a destinação ambientalmente correta desses resíduos, pois o tratamento não só reduz os impactos ambientais e o volume de resíduos gerados, mas também permite a reinserção dos nutrientes no ciclo produtivo de novas culturas, gerando renda para a agroindústria. Para o tratamento dos resíduos faz-se necessário um investimento inicial de R$ 385.388,09, e estimou-se que o tempo necessário para a recuperação do capital financeiro foi de curto prazo, com quatro anos e dez meses