Saprolegnios, orsakat av oomyceter från släktet Saprolegnia, är en förödande vattenburen sjukdom som drabbar fiskar, kräftdjur och amfibier, med betydande ekologiska och ekonomiska konsekvenser. Sjukdomen stör den osmotiska regleringen hos infekterade värdar, vilket ofta leder till snabb död. Nuvarande kemiska behandlingar, såsom malakitgrönt, är mycket effektiva men utgör allvarliga hälso- och miljörisker, vilket gör det nödvändigt att utveckla säkrare alternativ. Ny forskning har identifierat lytiska polysackarid-monooxygenaser (LPMO) i Saprolegnia-arter som potentiella virulensfaktorer. Dessa enzymer spelar en viktig roll vid infektion genom att bryta ner skyddande barriärer som kitin. Bland dessa har LPMO:er från AA17-familjen, unika för oomyceter, ett konserverat histidinbindande aktivt centrum och kolhydratbindande domäner, vilket understryker deras potentiella betydelse för patogenicitet. 

Detta projekt syftar till att heterologt uttrycka och karakterisera LPMO från Saprolegnia-arter för att bättre förstå dess struktur, funktion och roll i värdpatogeninteraktioner. Med tanke på utmaningarna med att uttrycka eukaryotiska proteiner i prokaryota system används molekylära chaperoner tillsammans med E.coli BL21 för att förbättra proteinveckning och löslighet. Efter kontinuerlig optimering av odlingsbetingelserna upptäcktes att samuttryck vid 16 °C var en viktig parameter för produktion av lösliga proteiner. LPMO renades framgångsrikt med hjälp av His-tag-purifiering. Genom en kolhydratbindningsanalys upptäcktes att detta protein binder till både kitin och cellulosa, vilket gör det till en potentiell virulensfaktor som medierar infektionen av Saprolegnia-arter hos värden. Insikterna från detta arbete kommer att lägga grunden för att utveckla riktade antioomycetbehandlingar och stärkt motståndskraft inom vattenbruket. Denna studie överbryggar klyftan mellan förståelse av LPMO-aktivitet och dess tillämpning för terapeutisk innovation, vilket bidrar till hållbar akvakultur och strategier för patogenkontroll.

Saprolegniosis, caused by oomycetes from genus Saprolegnia, is a devastating aquatic disease affecting fish, crustaceans, and amphibians, with significant ecological and economic impacts. The disease disrupts osmotic regulation in infected hosts, often leading to rapid mortality. Current chemical treatments, such as malachite green, are highly effective but pose severe health and environmental risks, necessitating the development of safer alternatives. Recent research has identified lytic polysaccharide monooxygenases (LPMOs) in Saprolegnia spp. as potential virulence factors, playing a critical role in host infection by degrading protective barriers like chitin. Among these, AA17 family LPMOs, unique to oomycetes, possess a conserved histidine brace active site and carbohydrate-binding domains, underscoring their potential involvement in pathogenicity. 

This project aims to heterologously express and characterize LPMO from Saprolegnia spp. to better understand its structure, function, and role in hostpathogen interactions. Given the challenges of expressing eukaryotic proteins in prokaryotic systems, molecular chaperone co-expression in E. coli BL21 is employed to enhance protein folding and solubility. After continuous optimization of the culture conditions, it was found that co-expression at 16 ° C was an important parameter for the production of soluble proteins. The LPMO was successfully purified using His tag purification. Through a carbohydrate binding assay, it was discovered that this protein binds to both chitin and cellulose, which makes it a potential virulence factor mediating the infection of Saprolegnia spp. to the host. Insights gained from this work will provide a basis for developing targeted antioomycete therapies and improving aquaculture resilience. This study bridges the gap between understanding LPMO activity and its exploitation for therapeutic innovation, contributing to sustainable aquaculture and pathogen control strategies.