大阪公立大学大学院农学研究科谷修治副教授等人的研究团队，分析了能够产生擅长植物生物质分解酶的丝状菌棘孢曲霉所具有的糖基水解酶生产调节机制，明确了参与半乳糖共代谢的异构酶（Uge5）与丝状菌的分解酶基因表达控制具有关联性。由此，本研究部分阐明了丝状菌中的酶基因表达，会响应于不同种类的诱导物质糖，从而被选择性进行控制的分子机制。
图1.丝状菌棘孢曲霉电子显微镜照片和基因表达控制机制模式图（提供：大阪公立大学）
用构成植物细胞壁的糖类代替石油，制作各种化学品的技术，能对构筑可持续发展的社会基础做出很大贡献。研究团队分析了能够产生擅长植物生物质分解酶的棘孢曲霉所具有的糖基水解酶生产调节机制。
丝状菌所具有的糖类水解酶的生产通过控制基因表达来调节。在棘孢曲霉中，作为植物生物质分解酶的纤维素酶和甘露聚糖酶的基因表达，受转录因子ManR的控制。所以当ManR高表达时，研究人员期待各种纤维素酶和甘露聚糖酶的基因表达应该会同样增加，但与预期相反，实际上存在着部分表达不增加或反而降低的基因。这种现象的原因尚未明确，也成为了开发各种酶量产技术的屏障。
研究团队此次以明确经由ManR的基因表达控制机制为目标，从丝状菌的约9000株基因破坏株库中，鉴定出了1种与经由ManR的基因表达控制相关的基因。通过对该基因的基因序列分析，发现与半乳糖共代谢相关的酶——异构酶，虽然与经由ManR响应甘露糖的基因表达诱导有关，但与纤维二糖的基因表达诱导无关。ManR对纤维二糖和甘露糖做出反应，并诱导纤维素酶和甘露聚糖酶的基因表达，由此部分明确了在丝状菌中发现的酶基因表达，是对糖做出反应并被选择性控制的分子机制。
谷准教授表示：“本次研究，我们发现异构酶与酶生产调节相关，并解开了具有复杂控制的酶生产机制。今后我们希望能明确异构酶的功能，以便开发出能同时大量生产酶的技术。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Applied Microbiology and Biotechnology
论文：Anew function of aputative UDP-glucose4-epimerase on the expression of glycoside hydrolase genes in Aspergillus aculeatus
DOI：doi.org/10.1007/s00253-022-12337-8
