Analysis of cell wall remodeling of filamentous fungi focusing on the functions of alpha-1,3-glucanases

聚焦α-1,3-葡聚糖酶功能分析丝状真菌细胞壁重塑

基本信息

批准号：
22K15464
负责人：
宮澤拳
金额：
$ 3万
依托单位：
National Institute of Infectious Diseases
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

細胞壁は絶えず再構築が繰り返されているが、その機構は関与する酵素の活性の解析を通して予測するしかなかった。本研究では病原性糸状菌Aspergillus fumigatusにおけるα-1,3-グルカナーゼに着目し、細胞壁再構築機構と本菌の病原性について解析しようとするものである。令和４年度には、A. fumigatusの7種のα-1,3-グルカナーゼ遺伝子についてリアルタイムPCRにてその発現量を解析し、うち3種（Agn2, Agn4, Agn5）が主に機能していることが示唆された。そこで、上記3種についてピキア酵母の発現系を構築し、精製酵素を得た。α-1,3-グルカンを基質として3種の酵素の加水分解活性を評価したところ、Agn2, Agn5については加水分解物が観察された一方、Agn4については加水分解活性が認められなかった。また、令和４年度にはA. fumigatus α-1,3-グルカンの再構築機構を解析する目的で、A. fumigatusの培養時間ごとの細胞壁α-1,3-グルカン量と分子量を評価した。その結果、α-1,3-グルカン量は培養24-72時間で明瞭な変化はなかったものの、α-1,3-グルカン分子量は培養後期に低下する傾向が認められた。令和４年度には更に、α-1,3-グルカナーゼの酵素活性評価に用いるため、3種存在するα-1,3-グルカン合成酵素遺伝子（ags1, ags2, ags3）のそれぞれの高発現株を作製し、菌糸細胞からα-1,3-グルカンを得た。現在、各株由来のα-1,3-グルカンの化学構造解析およびα-1,3-グルカナーゼによる加水分解活性について評価を進めている。

细胞壁不断地被重建，但是只能通过分析所涉及的酶的活性来预测这些机制。这项研究的重点是致病性真菌曲霉中的α-1,3-葡聚糖酶，旨在分析该细菌的细胞壁重建机制和致病性。在2022年，通过实时PCR分析了烟曲霉中7个α-1,3-葡萄糖酶基因的表达水平，这表明其中三个（AGN2，AGN4，AGN5）主要是功能性的。因此，为上述三种构建了酵母的皮基亚酵母的表达系统，并获得了纯化的酶。当使用α-1,3-葡聚糖作为底物评估三种酶的水解活性时，对于Agn2和Agn5，观察到水解液，而AGN4的水解活性未观察到。此外，在2022年，评估了每个培养时间的细胞壁α-1,3-葡聚糖含量和烟曲霉的分子量，目的是分析烟曲霉的重建机制。结果，尽管在培养24-72小时后，α-1,3-葡聚糖的量并未明显改变，但在培养的后期，α-1,3-葡聚糖的分子量有一种趋势。在2022年，准备使用三种α-1,3-葡聚糖合酶基因（AGS1，AGS2，AGS3）的高表达菌株用于评估α-1,3-葡聚糖酶的酶活性，并从甲烯基细胞中获得α-1,3-葡聚糖的酶活性。当前，正在进行每种菌株的α-1,3-葡聚糖的化学结构分析，并通过α-1,3-葡聚糖酶评估水解活性。

项目成果

期刊论文数量（1）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Analyses of function and biosynthesis of cell wall alpha-1,3-glucan in Aspergillus fumigatus

烟曲霉细胞壁α-1,3-葡聚糖的功能及生物合成分析

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ken Miyazawa;Takashi Umeyama;Shogo Takatsuka;Yasunori Muraosa;Yasutaka Hoshino;Keietsu Abe;Yoshitsugu Miyazaki
通讯作者：
Yoshitsugu Miyazaki