麹菌のマルトース資化遺伝子クラスターの構造と機能解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13660074
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 五味 勝也 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (60302197)
• Keywords: 麹菌 / 遺伝子クラスター / マルトース、パーミアーゼ / マルターゼ / 転写制御因子 / zinc finger motif

Research Abstract

1.マルトース資化遺伝子クラスターを含む周辺領域の全塩基配列の決定
単離された2種類のマルトース資化遺伝子クラスターの周辺領域の塩基配列を決定したが、MALおよびGLCクラスターの周囲に新たな糖資化に関与する遺伝子群は見出されなかった。一方、麹菌EST解析結果からMALクラスターに存在する不完全な転写因子遺伝子ΔmalRのzinc finger motifを含むN末端領域と一致するESTクローンを見出した。このESTクローンの全塩基配列を決定したところ、465アミノ酸残基からなる典型的な転写因子タンパク質をコードしていることが分かった。不完全型遺伝子との関係について種々検討した結果、麹菌染色体内では完全な転写因子遺伝子(malR)がMALクラスター内にあり、不完全型はファージクローン作製の際に偶然に別のDNA断片が挿入されたために生じたものと判明した。
2.マルトース資化遺伝子クラスターの遺伝子群の機能解析
MALクラスターは酵母のMAL領域と構造だけでなくタンパク質の相同性が高い。そこで、酵母におけるマルトース資化関連遺伝子欠損変異株、特にマルトース、パーミアーゼと転写因子の欠損株を宿主にして、パーミアーゼ(malP)およびmalRのcDNAを導入して相補実験を行った。malPを導入した株ではマルトース資化性が復帰することから、マルトースの取込活性を有していることが示された。malRについては現在検討中である。また、マルターゼ(malT)を麹菌で高発現させたところ、マルターゼ活性の顕著な増加が認められた。
3.クラスターに含まれる遺伝子の発現プロファイル
クラスターに含まれている個々の遺伝子の炭素源の違いによる発現をRT-CRにより調べたところ、malPとmalT、hxtAとglcAはグルコースでも発現が認められた。今後ノーザン解析で詳細な解析を行う予定である。