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

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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。