Cryptococcus属真菌における病原性因子カプセルの生合成機構の解明

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クリプトコッカス症の主な原因菌であるCryptococcus neoformansが産生する莢膜はグルクロノキシロマンナン（GXM）とグルクロノキシロマンノガラクタン（GXMGal）と呼ばれる2種類の多糖から構成されている。本研究ではGXMとGXMGalの生合成に関与する新規糖転移酵素の同定を目的としている。本年度は、バイオインフォマティクスにより見出した30種類の推定ゴルジ体局在機能未知タンパク質の中から糖転移活性を示すものの探索を行った。まず、Cryptococcus neoformansのcDNAを調整し、大腸菌を宿主として候補タンパク質を発現させた。その後、精製タンパク質に対して各種基質を混合し、糖転移活性を検出した。その結果、4-メチルウンベリフェリル-β-ガラクトースとGDP-マンノースを基質として用いた際に反応産物を産生する新規酵素を同定した。NMRおよびメチル化GC/MSによって反応産物の構造解析を行った結果、反応産物はβ-ガラクトースの4位にα-マンノースの1位が結合した構造であることが明らかになった。そこで、このβ-ガラクトシド-α-(1→4)-マンノース転移酵素をCgm1と命名した。Cryptococcus neoformans H99株において、cgm1破壊株を構築し、その表現型を解析した結果、cgm1破壊株は37℃において温度感受性を示すことが明らかになった。さらにcgm1破壊株が産生する莢膜多糖を精製し、NMRおよびメチル化GC/MSに供した結果、GXMGalのマンナン側鎖が消失、もしくは減少していることが明らかになった。以上の結果から、Cgm1はGXMGalのマンナン側鎖の生合成に関与するβ-ガラクトシド-α-(1→4)-マンノース転移酵素であることが明らかになった。