Hijack it, change it: how do plant viruses utilize the host secretory pathway for efficient viral replication and spread?

The secretory pathway of eukaryotic cells has an elaborated set of endomembrane compartments involved in the synthesis, modification, and sorting of proteins and lipids. The secretory pathway in plant cells shares many features with that in other eukaryotic cells but also has distinct characteristics important for fundamental cell and developmental processes and for proper immune responses. Recently, there has been evidence that the remodeling of this pathway, and often the formation of viral-induced organelles, play an important role in viral replication and spread. The modification of the host secretory pathway seems to be a common feature among most single-stranded positive ss(+)RNA and even some DNA viruses. In this review, we will present the recent advances in the understanding of the organization and dynamics of the plant secretory pathway and the molecular regulation of membrane trafficking in the pathway. We will also discuss how different plant viruses may interact with the host secretory pathway for their efficient replication and spread, with a focus on tobacco mosaic virus and turnip mosaic virus

e-Book on plant virus infection—a cell biology perspective

International audiencePas de résum

Propriétés enzymatiques de l'ATP diphosphohydrolase du pancréas de porc

L'ATP diphosphohydrolase est un enzyme qui hydrolyse à vitesse égale l'ATP et l'ADP et qui se retrouve dans le pancréas de porc. L'ATP diphosphohydrolase est purifiée à partir de membranes de granules de zymogène. Cette étape permet d'obtenir une préparation enzymatique 160 fois plus active que l'homogénat. Après solubilisation dans du Triton X-100, cette préparation est soumise à une chromatographie d'affinité sur 5'-AMP Sepharose -4B et le gain de purification obtenu est de 1500 fois par rapport à l'homogénat. L'électrophorèse sur gel de polyacrylamide en présence de SDS effectuée sur notre préparation enzymatique purifiée révèle l'existence de deux protéines majeures de poids moléculaire de 58 000 et 28 000. Une bande mineure à 46 000 est aussi présente. Nous avons ensuite mesuré les effets des tons calcium et magnésium sur la cinétique d'hydrolyse du groupement y -phosphate à l'aide de l'ATP ( y - 32P). L'ATP en absence de tout cation divalent est hydrolysé et un Ks de 0.40 µ M est obtenu. En présence de sels et à des concentrations fixes de cation libre, des courbes hyperboliques normales sont obtenues pour l'hydrolyse de l'ATP en fonction de la concentration du complexe cation-ATP-2. Avec le CaCl2, le Kapp et le Yapp augmentent quand la concentration de ca2+ passe de 25 à 1000µ M. Avec le MgCl2, le Kapp augmente mais le Yapp diminue quand la concentration de Mg2+ passe de 25 à 500 µ M

Étude de la pyruvate kinase d'une bactérie extrême halophile Halobacterium cutirubrum

La pyruvate kinase de Halobacterium cutirubrum, une bactérie extrême halophile, a été partiellement purifiée. Elle a un poids moléculaire de 300 000 daltons et possède une structure quaternaire tetramérique. Le KO.5 pour la pyruvate kinase halophile calculé pour les vrais substrats, Mg-ADP et phosphoénol pyruvate libre, sont respectivement de 0.54mM et de O.18mM. Le Mg-ADP et le phosphoénol pyruvate libre ont un effet homotrope sur l'activité de l'enzyme. La pyruvate kinase de Halobacterium cutirubrum est activée par le ribose-5-phosphate, l'AMP et le fructose-6-phosphate et inhibée par le fructose-1,6-biphosphate, l'ATP, le 6-phospho-gluconate et le phosphate inorganique. La pyruvate kinase de Halobacterium cutirubrum est hautement halophile. En absence de sel, elle est inactivée irréversiblement tandis qu'elle est très stable dans NaC1 4.0M à température ambiante pour les pH 6.0 à 7.5. L'activité enzymatique de la pyruvate kinase augmente avec des concentrations croissantes de sel. L'activité est maximale dans KC1 3.0M, pH 6.5. Par contre, placée dans des conditions identiques, la pyruvate kinase est plus activée par les ions potassium que par les ions sodium. La dénaturation thermique de la pyruvate kinase est un processus biphasique, l'enzyme conserve 90% de son activité originale à 50°C, 20% à 60°C et il est complètement inactivé à 70°C

Étude de la pyruvate kinase d'une bactérie extrême halophile Halobacterium cutirubrum

La pyruvate kinase de Halobacterium cutirubrum, une bactérie extrême halophile, a été partiellement purifiée. Elle a un poids moléculaire de 300 000 daltons et possède une structure quaternaire tetramérique. Le KO.5 pour la pyruvate kinase halophile calculé pour les vrais substrats, Mg-ADP et phosphoénol pyruvate libre, sont respectivement de 0.54mM et de O.18mM. Le Mg-ADP et le phosphoénol pyruvate libre ont un effet homotrope sur l'activité de l'enzyme. La pyruvate kinase de Halobacterium cutirubrum est activée par le ribose-5-phosphate, l'AMP et le fructose-6-phosphate et inhibée par le fructose-1,6-biphosphate, l'ATP, le 6-phospho-gluconate et le phosphate inorganique. La pyruvate kinase de Halobacterium cutirubrum est hautement halophile. En absence de sel, elle est inactivée irréversiblement tandis qu'elle est très stable dans NaC1 4.0M à température ambiante pour les pH 6.0 à 7.5. L'activité enzymatique de la pyruvate kinase augmente avec des concentrations croissantes de sel. L'activité est maximale dans KC1 3.0M, pH 6.5. Par contre, placée dans des conditions identiques, la pyruvate kinase est plus activée par les ions potassium que par les ions sodium. La dénaturation thermique de la pyruvate kinase est un processus biphasique, l'enzyme conserve 90% de son activité originale à 50°C, 20% à 60°C et il est complètement inactivé à 70°C

Propriétés enzymatiques de l'ATP diphosphohydrolase du pancréas de porc

L'ATP diphosphohydrolase est un enzyme qui hydrolyse à vitesse égale l'ATP et l'ADP et qui se retrouve dans le pancréas de porc. L'ATP diphosphohydrolase est purifiée à partir de membranes de granules de zymogène. Cette étape permet d'obtenir une préparation enzymatique 160 fois plus active que l'homogénat. Après solubilisation dans du Triton X-100, cette préparation est soumise à une chromatographie d'affinité sur 5'-AMP Sepharose -4B et le gain de purification obtenu est de 1500 fois par rapport à l'homogénat. L'électrophorèse sur gel de polyacrylamide en présence de SDS effectuée sur notre préparation enzymatique purifiée révèle l'existence de deux protéines majeures de poids moléculaire de 58 000 et 28 000. Une bande mineure à 46 000 est aussi présente. Nous avons ensuite mesuré les effets des tons calcium et magnésium sur la cinétique d'hydrolyse du groupement y -phosphate à l'aide de l'ATP ( y - 32P). L'ATP en absence de tout cation divalent est hydrolysé et un Ks de 0.40 µ M est obtenu. En présence de sels et à des concentrations fixes de cation libre, des courbes hyperboliques normales sont obtenues pour l'hydrolyse de l'ATP en fonction de la concentration du complexe cation-ATP-2. Avec le CaCl2, le Kapp et le Yapp augmentent quand la concentration de ca2+ passe de 25 à 1000µ M. Avec le MgCl2, le Kapp augmente mais le Yapp diminue quand la concentration de Mg2+ passe de 25 à 500 µ M

Viral Manipulation of Plant Host Membranes.

International audiencePlant viruses, like animal viruses, induce the formation of novel intracellular membranous structures that provide an optimum environment for coordinating diverse viral processes such as viral RNA synthesis and virus egress. Membrane reshaping is accomplished by the expression of specific membrane-associated viral proteins that interact with host proteins involved in membrane trafficking processes. Plant virus-induced membranous structures are motile, and this intracellular motility is required for the transport of viral RNA from sites of synthesis to plasmodesmata, which are used to move viral RNA from cell to cell. Cellular movement of these virus-induced bodies requires myosin motor activity and is dependent on the secretory pathway. The coupling of membrane-associated replication complexes with virus intra- and intercellular trafficking may explain why viral infection of neighboring cells is established rapidly and efficiently

Cellular remodeling during plant virus infection.

International audienceThis review focuses on the extensive membrane and organelle rearrangements that have been observed in plant cells infected with RNA viruses. The modifications generally involve the formation of spherules, vesicles, and/or multivesicular bodies associated with various organelles such as the endoplasmic reticulum and peroxisomes. These virus-induced organelles house the viral RNA replication complex and are known as virus factories or viroplasms. Membrane and organelle alterations are attributed to the action of one or two viral proteins, which additionally act as a scaffold for the assembly of a large complex of proteins of both viral and host origin and viral RNA. Some virus factories have been shown to align with and traffic along microfilaments. In addition to viral RNA replication, the factories may be involved in other processes such as viral RNA translation and cell-to-cell virus transport. Confining the process of RNA replication to a specific location may also prevent the activation of certain host defense functions