G蛋白信号传导组分在粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）中以不同方式调节多种纤维素酶类酶的活性

《Biotechnology for Biofuels and Bioproducts》：G-protein signaling components differentially regulate the activity of multiple cellulase enzyme classes in Neurospora crassa

　　

摘要

背景

在模式丝状真菌Neurospora crassa中，异三聚体G蛋白亚基、腺苷酸环化酶以及G蛋白信号调节蛋白（RGS）对于将纤维素转化为葡萄糖是必需的。转录组学研究揭示了这些基因在特定纤维素酶类表达中的作用，包括内切β-1,4-葡聚糖酶（内葡聚糖酶）、外切β-1,4-葡聚糖酶（纤维二糖水解酶）、β-1,4-葡糖苷酶（β-葡糖苷酶）、多糖单加氧酶和纤维二糖脱氢酶。

结果

在这项研究中，我们测量了所有G蛋白亚基和RGS单突变体、Gα多突变体以及腺苷酸环化酶突变体Δcr-1在从葡萄糖培养基转移到纤维素培养基后分泌体中的内葡聚糖酶、纤维二糖水解酶和β-葡糖苷酶的活性。我们观察到Gα亚基gna-1和gna-3共同作用于内葡聚糖酶的活性。cr-1是必需的，而gna-2与gna-3协同作用以调节纤维二糖水解酶的活性。多个G蛋白基因在某种程度上影响了β-葡糖苷酶的活性，但没有一个基因对其活性是必需的。向G蛋白突变体补充cAMP后，内葡聚糖酶和纤维二糖水解酶的活性显著增加，这表明cAMP水平对这些酶类的活性起着重要作用。在RGS突变体中，Δrgs-2菌株的三种酶类的活性均大幅降低，这与表达组成型活性gna-3^Q208L等位基因的菌株类似。相比之下，Δrgs-1突变体和gna-1^Q204L菌株的内葡聚糖酶活性显著高于野生型。

结论

综合来看，我们的结果表明G蛋白信号传导组分对N. crassa中三种主要纤维素酶类的活性有不同影响。我们的发现将为未来的菌株工程方法提供依据，以增加丝状真菌培养上清液中特定纤维素酶的产量。