抗真菌薬の標的となるα-マンノシド β-ガラクトフラノース転移酵素の機能解明

抗真菌药物靶标 α-甘露糖苷 β-呋喃半乳糖转移酶的功能阐明

基本信息

批准号：
21K05373
负责人：
岡拓二
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Sojo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

病原性糸状菌Aspergillus fumigatusの細胞壁構成多糖の1つである真菌型ガラクトマンナンの生合成酵素のうち、マンナン主鎖にガラクトフラノース残基を転移する酵素は不明であった。申請者は、この未知酵素が「ゴルジ体に局在する機能未知II型膜タンパク質の中にある」という仮説を立て、生物情報学、逆遺伝学および生化学を駆使したアプローチにより、α-マンノース残基にUDPガラクトフラノースを糖供与体として β-ガラクトフラノース残基を転移する酵素(MgfA)を見出した。昨年までの研究により、MgfAはα-マンノシド β-1,6-ガラクトフラノース転移酵素であることを明らかにした。また、MgfAを大量に精製し、結晶化を試み、良質な結晶を得ることが出来ていた。そこで、今年度は得られたMgfAの結晶を用いてX線結晶構造解析によるタンパク質立体構造の解明を試みた。その結果、0.8Åの解像度でタンパク質立体構造を明らかにすることができた。MgfAはマンガンイオン結合タンパク質であった。MgfAは、これまで多くの糖転移酵素において報告されているDXDモチーフとは異なる新規な金属結合モチーフによってマンガンイオンと結合していることが明らかになった。次に、Cre-loxP を利用した高効率マーカーリサイクリング法を用いることによりmgfAからmgfFまでの6重遺伝子破壊株(mgf6株)を構築した。さらに、β-ガラクトフラノシド　β-1,5-ガラクトフラノース転移酵素であるgfsA、gfsBおよびgfsC遺伝子を破壊することでガラクトフラノース糖鎖の伸長を完全に抑制した株(mgf6gfs3株)を構築した。

真菌半乳甘露聚糖是病原丝状真菌烟曲霉的细胞壁多糖之一，在其生物合成酶中，将呋喃半乳糖残基转移至甘露聚糖主链的酶是未知的。申请人假设这种未知的酶存在于高尔基体中功能未知的 II 型膜蛋白中，并使用利用生物信息学、反向遗传学和生物化学的方法来检测 α-甘露糖。使用 UDP-呋喃半乳糖作为糖供体转移 β-呋喃半乳糖残基。截至去年的研究表明，MgfA 是一种 α-甘露糖苷 β-1,6-呋喃半乳糖转移酶。他们还纯化了大量的MgfA并尝试将其结晶，并能够获得高质量的晶体。因此，今年，我们尝试使用获得的MgfA晶体通过X射线晶体结构分析来阐明蛋白质的三维结构。结果，他们能够以 0.8 Å 的分辨率揭示蛋白质的三维结构。 MgfA 是一种锰离子结合蛋白。研究表明，MgfA 通过一种新型金属结合基序结合锰离子，该基序不同于许多糖基转移酶中报道的 DXD 基序。接下来，通过使用 Cre-loxP 的高效标记回收方法构建了从 mgfA 到 mgfF 的六重基因破坏菌株（mgf6 菌株）。此外，我们构建了一种菌株（mgf6gfs3菌株），其中通过破坏β-呋喃半乳糖苷β-1,5-呋喃半乳糖转移酶gfsA、gfsB和gfsC基因，完全抑制呋喃半乳糖糖链的延长。

项目成果

期刊论文数量（38）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Glycan-mediated interactions between fungal and higher animal cells. Health and Disease in Glycomedicine. Comprehensive Glycoscience 2nd Edition

真菌和高等动物细胞之间的聚糖介导的相互作用。

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takegawa K;Oka T
通讯作者：
Oka T

Cryptococcus neoformansにおける新規β-ガラクトシド α-(1→4)-マンノース転移酵素Cgm1の機能解析

新型隐球菌中新型β-半乳糖苷α-(1→4)-甘露糖基转移酶Cgm1的功能分析

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Daiki Kambara;Honoka Nagai;Shino Yamasaki-Yashiki;Yoshio Katakura;門岡千尋，田中大，岡拓二
通讯作者：
門岡千尋，田中大，岡拓二

Aspergillus fumigatusにおけるα-マンノシド β-(1→6)-ガラクトフラノース転移酵素遺伝子の多重遺伝子破壊株の解析

烟曲霉α-甘露糖苷β-(1→6)-呋喃半乳糖转移酶基因多基因破坏菌株分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Moriya;S.;Yonezu;M.;Kondo;Y.;Demizu;Y.;Kurihara;M.;Kittaka;A.;Sugiyama;T.;備瀬政晃，門岡千尋，平大輔，田中大，岡拓二
通讯作者：
備瀬政晃，門岡千尋，平大輔，田中大，岡拓二

Aspergillus fumigatusのガラクトマンナン生合成創薬ターゲットとしての可能性

烟曲霉中的半乳甘露聚糖生物合成：作为药物发现靶点的潜力