絲狀真菌蛋白分泌途徑中內質網壓力反饋機制的研究

《絲狀真菌蛋白分泌途徑中內質網壓力反饋機制的研究》是依託華南理工大學，由潘力擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：絲狀真菌蛋白分泌途徑中內質網壓力反饋機制的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：潘力
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

異源蛋白的表達、培養條件改變、化學藥物處理等應激條件將影響真核生物蛋白分泌途徑內質網中蛋白的正確摺疊，導致內質網壓力，並誘導非摺疊蛋白應答機制(UPR)控制。與哺乳動物細胞相比，絲狀真菌UPR正調節同樣具有增加蛋白摺疊分子伴侶和修飾酶的量效應,但其負調節效應卻是絲狀真菌是特有的分泌壓力在轉錄水平抑制分泌蛋白基因表達，減少進入內質網的蛋白量，保證內質網的自體穩定性。該反饋抑制機制與UPR信號途徑的相關性以及其關鍵成分仍是尚未解決的科學問題。本課題基於前期研究基礎上,採用SAGE技術建立內質網壓力下米麴黴數位化全轉錄譜,系統分析各種內質網壓力下對米麴黴蛋白分泌途徑及分泌蛋白的表達影響。重點研究絲狀真菌的分泌壓力反饋機制與UPR關鍵成分的相關性，對比分析分泌蛋白mRNA穩定性、葡萄阻遏以及翻譯水平的調控與分泌壓力抑制,並解析其相應的關鍵功能成分,系統探索絲狀真菌蛋白分泌途徑及其分泌壓力反饋機制。

結題摘要

絲狀真菌生產蛋白的瓶頸在於分泌途徑中內質網蛋白摺疊和修飾。在內質網中蛋白生產質量是主要由非摺疊蛋白應答機制(UPR)控制，並通過絲狀真菌特有的分泌壓力反饋機制(RESS)調控,內質網壓力下分泌蛋白基因轉錄水平的反饋抑制。但RESS 反饋機制及其關鍵成分仍是尚未解決的科學問題。 基於RNA-seq技術進行全基因組水平的解析了米麴黴基因組的轉錄體結構，重注釋米麴黴RIB基因組，發現絲狀真菌中存在大量的可變剪下現象。內質網壓力下米麴黴蛋白分泌途徑的轉錄譜研究顯示絲狀真菌米麴黴在固體培養方式下其蛋白合成與修飾、能量代謝比液體培養方式更強大，並且在內質網壓力下絲狀真菌米麴黴在固體培養方式下其非摺疊蛋白信號調控能力也比液體培養方式更強。驗證大量分泌蛋白基因的轉錄在內質網壓力受到明顯地抑制，同時發現內質網壓力脅迫下，米麴黴細胞內蛋白質的翻譯過程受到抑制，從而緩解內質網中蛋白分泌的壓力。但內質網壓力下非摺疊蛋白反饋機制（UPR）關鍵成分hacA和葡萄糖阻遏效應（Cre）的沒有相關性。 以米麴黴外分泌蛋白澱粉酶及其啟動子為研究模式，通過啟動子截斷分析發現TAKA-amylaseB的啟動子-377—-290的區域是RESS的順式效應區域。缺失該順式成分（87bp）全長啟動子分析進一步確認該整個順式成分是RESS的順式效應區域。澱粉酶啟動子的RESS效應順式成分為-377—-290bp（87bp）中CAATbox區域是與介導基因表達最為顯著的功能區域，其反式結合因子為Hap複合物中HapC、HapE和HapB蛋白亞基基因在內質網壓力下轉錄下調。RNAi干擾抑制hapC基因表達，米麴黴外分泌蛋白澱粉酶和報導基因脂肪酶轉錄抑制與RESS效應類似，推導反式複合物HapECB轉錄抑制介導內質網壓力下引起胞外分泌蛋白基因的轉錄受到反饋抑制。