担子菌の子実体形成に関わる酵素とその遺伝子の発現と制御

担子菌子实体形成相关酶及其基因的表达与调控

基本信息

批准号：
02F02515
负责人：
鮫島正浩
金额：
$ 0.45万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,木材腐朽試験の指標菌である褐色腐朽菌オオウズラタケ(Fomitopsis palustris)をとりあげ,菌糸体の生育および子実体形成時に発現する酵素ならびに遺伝子を調べることで,子実体形成を支配する生化学ならびに分子生物学的な因子について解明していくことを目的として研究を行った。セルロース培養系で培養した本菌の菌体外液をカラムクロマトグラフィーによって精製し,様々なセルラーゼ活性を測定した。その結果,30kDaおよび35kDaのタンパク質は色素結合型ヒドロキシエチルセルロースを分解したことから,いずれもエンドグルカナーゼであると考えられた。しかしながら,70kDaのタンパク質は様々なセルラーゼ活性を測定したが,活性を検出することはできなかった。そこで,本酵素をV8プロテアーゼを用いて部分消化したのち,SDS-PAGEで分離して得られた断片のN末端アミノ酸配列を決定し,さらにこの配列について白色腐朽菌Phanerochaete chrysosporiumのゲノム情報に対してBLAST検索をかけたところ,糖加水分解酵素ファミリー15に属するグルコアミラーゼの部分配列と高い相同性を持つことが分かった。さらに,本酵素の基質特異性を調べた。その結果,本酵素はグルコアミラーゼであることを明らかにした。さらに,このグルコアミラーゼは菌体の子実体形成時に発現する酵素であることを確認した。また,代表的な食用きのこであるシイタケ(Lentinula edodes)の子実体形成に本酵素が重要な役割を果たしていることが遺伝子的に報告されている。したがって,本酵素は担子菌の子実体形成に関わる酵素として重要であり,その機能を生化学的ならびに分子生物学的に解明するため,対応する遺伝子のクローニングを試み,これに成功した。

在这项研究中，我们重点关注褐腐真菌 Fomitopsis palustris（木材腐烂测试的指示真菌），并通过检查菌丝生长和子实体形成过程中表达的酶和基因来研究控制子实体形成的生物化学。还进行了旨在阐明分子生物学因素的研究。通过柱色谱纯化在纤维素培养系统中培养的该细菌的细胞外液，并测量各种纤维素酶活性。因此，30kDa 和 35kDa 蛋白质被认为是内切葡聚糖酶，因为它们降解染料结合的羟乙基纤维素。然而，虽然70kDa蛋白测量了各种纤维素酶活性，但没有检测到活性。因此，我们使用V8蛋白酶部分消化该酶后，通过SDS-PAGE分离来确定获得的片段的N末端氨基酸序列，并进一步将该序列与白腐真菌Phanerochaete chrysosporium A的基因组信息进行比较。 BLAST搜索显示该序列与属于糖基水解酶家族15的葡糖淀粉酶的部分序列具有高度同源性。此外，还研究了该酶的底物特异性。结果表明，该酶为葡糖淀粉酶。此外，已证实该葡糖淀粉酶是在子实体形成过程中表达的酶。此外，据遗传学报道，这种酶在典型食用菌香菇（Lentinula edodes）的子实体形成中发挥着重要作用。因此，该酶作为参与担子菌子实体形成的酶很重要，为了从生化和分子生物学上阐明其功能，我们尝试并成功克隆了相应的基因。