プルラン合成を決定する真菌α-グルカン合成酵素と細胞壁α-1,3グルカン合成を制御する真菌α-1,3グルカン合成酵素の違い

The differences between fungal α-glucan synthase determining pullulan synthesis and that controlling cell wall α-1,3 glucan synthesis.

• Cong-Yan Qi
• Shu-Lei Jia
• Xin Wei
• Guang Yang
• Zhe Chi
• Guang-Lei Liu
• Zhong Hu
• Zhen-Ming Chi

抄録

真菌類のα-グルカン合成酵素（Agss）は、細胞壁の完全性や病原性を決定する細胞壁α-1,3-グルカンと、α-1,4とα-1,6が結合したグルコース単位からなるマルトトリオシルポリマーであるプルランの生合成を触媒する多ドメインタンパク質である。Agssファミリーは、11のグループに分けることができ、そのうちのいくつかは、有害な突然変異の蓄積や遺伝子の喪失により、本来の機能を失ったものである。Schizosaccharomyces pombeは5種類のAgssをゲノムに保持していたが、Aspergillus spp.やPenicillium spp.は1〜2〜3種類のAgssを失っていた。ヒト、動物、植物のすべての病原体は、ウイルス性因子である細胞壁α-1,3-グルカンを合成するために、1種類のAgsのみを保持していたか、または1種類の活性Agsのみを保持していた。Aureobasidium属は3種類のAgsを保持していたが、そのうちプルラン生合成に関与するAgs2は一部のみであった。多くのAgssにはBig_5ドメインが含まれていたが、A. melanogenumの一部の株に含まれる保存アミノ酸LQSを持つBig_5ドメインのみがプルラン生合成の触媒となっていた。このような全アミノ酸配列の違いと系統の違いが、一部の真菌類のAgssの非α-1,3-グルカン合成活性の原因となっている可能性がある。

The fungal α-glucan synthases (Agss) are multi-domain proteins catalyzing biosynthesis of cell wall α-1,3-glucan which determines cell wall integrity or fungal pathogenicity and pullulan which is a maltotriosyl polymer made of α-1,4 and α-1,6 bound glucose units. The Agss family can be divided into 11 groups, some of which lost the original functions due to accumulation of harmful mutations or gene loss. Schizosaccharomyces pombe kept five kinds of Agss in the genome while Aspergillus spp. and Penicillium spp. lost one or two or three kinds of Agss. All the human, animal and plant pathogens kept only one single kind of Ags or only one active Ags for synthesis of cell wall α-1,3-glucan, a virulence factor. While the genus Aureobasidium spp. contained three kinds of Agss, of which only some of the Ags2 was involved in pullulan biosynthesis. Although many Agss contained Big_5 domain, only the Big_5 domain with conserved amino acids LQS from some strains of A. melanogenum could catalyze pullulan biosynthesis. This whole amino acid sequence and phylogenetic differences may cause non-α-1,3-glucan synthesizing activity of some fungal Agss.

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