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稻瘟病是世界性的水稻重要病害之一,该病发生直接关系到世界各国粮食安全。其病原稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)已成为研究丝状真菌生长发育和侵染致病机制的重要模式生物,其侵染过程错综复杂,包括分生孢子的萌发、附着胞的形成和分化、穿透寄主组织后定殖和扩展等过程,涉及到诸多膜运输、信号转导和蛋白转运等复杂的生理活动。研究表明,胞吞作用与稻瘟病致病性相关。Rab蛋白作为分子开关,在胞吞、胞吐和货物循环途径等过程中发挥了重要的作用。每一个Rab都能靶定到一个特异的细胞器上,通过其上游调控因子和下游特定的效应子的辅助,实现活性态GTP结合形式和失活态GDP结合形式的循环,进而调控着囊泡运输的各个过程。稻瘟病菌中含有11个假定的Rab蛋白,本研究在哺乳动物细胞中克隆并表达了其中6个假定Rab蛋白MoRab1、 MoRab8、MoRab11、MoYpt7、MoRab5A和MoRab5B,并检测了这些Rab蛋白在细胞内的定位。鉴于MoRab5B是稻瘟病菌侵染致病所必需的,而MoRab5A敲除突变体是致死的,本研究深入地分析了MoRab5A和MoRab5B的生化特性和功能特点。结果发现MoRab5A和MoRab5B都能与人类Rab5(hRab5)共定位于细胞内的早期内涵体上。同样地,MoRab1、MoRab8、MoRab11分别与其相应的hRabs定位于内质网、内吞囊泡和循环囊泡,表明它们确实是哺乳动物中相应Rabs的直系同源物。相反,MoYpt7弥散地分布在细胞内,可能因其转录后的异戊二烯化和靶定到晚期内涵体膜上的过程受阻。此外,与hRab5类似,MoRab5A和MoRab5B在GTP活性态时与Rab5的一些效应因子结合,包括EEA1、Rabenosyn-5和Rabaptin-5。然而GST pull-down实验显示,MoRab5A:WT(野生型)和MoRab5A:CA(持续激活突变体)都能与效应因子相互作用,且作用强度相同,表明MoRab5A在GTP水解中可能存在缺陷,在细胞中大部分以GTP形式存在。GTP水解实验证实了MoRab5A的GTP酶活性比MoRab5B和hRab5氐很多,而且对RabGAP5的促进作用也不敏感。进一步分析了MoRab5A和MoRab5B的嵌合体和突变体,结果表明,MoRab5A在Switch I区域含有Pro残基,是其区别于MoRab5B和hRab5的关键位点。MoRab5A和MoRab5B在细胞中的功能也是不同的。尽管两者都能靶定到早期内涵体上,但是只有MoRab5B和hRab5一样,促进了早期内涵体的融合以及液相内吞作用,并在NGF诱导的神经突触的生长过程中发挥了负调控的作用。相反,MoRab5A则与另一个早期内涵体成员Rab22的结构相似,在分子开关Ⅰ区域都含有Pro氨基酸并阻碍了GTP酶的活性。我们的结果鉴定出MoRab5B是Rab5的直系同源物,暗示了MoRab5A在内涵体的分选过程中特异地发挥了非冗余的功能。综上所述,在稻瘟病菌中,从真核生物最后的祖先(LECA)到哺乳动物的进化过程中,MoRab5B和MoRab5A分别是Rab5和Rab5亚家族其他成员的直系同源物。在胞吞和胞吐过程中,稻瘟病菌中的MoRabs可能通过组织蛋白和膜的运输,在稻瘟病菌生长发育及其侵染致病过程中发挥了重要的作用。