麹菌糖タンパク質の糖鎖合成機構

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黒麹菌Aspergillus awamori のprotein : O-D-mannosyltransferaseをコードするpmtA遺伝子を単離し、その遺伝子破壊株を構築した。A.awamori pmtA遺伝子破壊株では、温度感受性、菌糸伸長の抑制、分生子形成能の低下、細胞壁結合薬剤に対する高い感受性等の多様な表現型の変化が認められた。破壊株で分泌されるグルコアミラーゼ(GAI)の分子量は野生株由来のGAIに比べ約6,000Da減少し、33マンノース残基に相当するO-型マンノース鎖がpmtA破壊により減少したことが示され、pmtAがGAIのO-型糖鎖付加に関与することを明らかにした。破壊株でのGAIの分泌量は野生株と比べ大差なく、GAIについてはO-型結合糖鎖は分泌には重要でなかった。また、分泌過程の細胞内で破壊株由来のGAIは野生株GAIに比べ不安定で、O-型糖鎖がGAIの細胞内安定性に関与していることが示唆された。さらに、破壊株由来のGAIは熱安定性が野生型GAIに比べ低下していた。以上の結果から、麹菌のO-マンノース化は正常な生育の制御と分泌タンパク質の安定化に関与することが明らかになった。さらに、A.nidulansのα-mannosyltransferase(mnt)遺伝子の酵素機能と基質特異性を明らかにするため、同遺伝子群を酵母菌及び大腸菌にて発現させた。酵母菌では宿主プロテアーゼにより分解され、予想より低分子の発現産物しか得られなかった。一方、大腸菌では予想される分子量の可溶性蛋白質として発現産物を得たが、マンノースを基質とした活性測定では活性が認められなかった。一方、A.nidulansのガラクトース転移酵素と推定される2種の遺伝子gatA,gatBの存在を認め、その構造を明らかにした。