N-糖链加工影响里氏木霉形态发生并提高木质纤维素降解能力

【背景】烟曲霉α-1,2-甘露糖苷酶Msd S在高尔基体中将N-糖链Man_(8)Glc NAc_(2)加工为成熟分泌糖蛋白的糖型Man_(6)Glc NAc_(2),有研究表明Msd S与烟曲霉的形态发生、细胞壁合成及蛋白质分泌密切相关;与烟曲霉不同的是,里氏木霉的成熟分泌糖蛋白上的N-糖链结构为Man_(8)Glc NAc_(2),细胞却能正常生长,说明丝状真菌N-糖链的加工具有物种特异性,但其生物学意义不明。【目的】为研究N-糖链加工对里氏木霉细胞生长及蛋白质分泌的影响,本研究将烟曲霉Msd S转入里氏木霉中以改变其成熟分泌糖蛋白的糖型。【方法】构建带有烟曲霉msd S基因的重组质粒并转入里氏木霉中,获得msd S表达菌株Tr-Msd S,分析Tr-Msd S菌株的生长表型、N-糖组、蛋白质分泌途径和纤维素酶活性的变化。【结果】在里氏木霉msd S表达菌株Tr-Msd S中,分泌糖蛋白的主要糖型由出发株的Man_(8)Glc NAc_(2)转变为Man_(6)Glc NAc_(2),细胞壁组分发生变化,但细胞壁完整性未受影响;与出发株相比,Tr-Msd S菌株产孢、出芽及分枝增多;另外,Msd S的表达还影响蛋白质分泌,在50°C时降解纤维素和β-葡聚糖的能力分别提高9.9%和32.2%。【结论】研究结果表明,N-糖链的加工可影响里氏木霉蛋白质,尤其是纤维素酶的分泌,干扰N-糖链加工可能是提高里氏木酶纤维素酶产量的新策略。