～新規の作用機序を有する抗真菌薬・農薬開発に期待〜
農学研究院
角田 佳充 教授
ポイント
・ガラクトフラノース転移酵素 GfsA の結晶構造を世界で初めて解明
・GfsA のもつ 5 位水酸基への特異的ガラクトフラノース転移メカニズムを解明
・新規の抗真菌薬・農薬の開発に向けた重要な基礎的知見を提供
概要
アスペルギルス・フミガーツスは肺アスペルギルス症の主要な原因菌であり、特に免疫力が低下した方に致命的な感染症を引き起こす場合があります。しかし、肺アスペルギルス症に対する効果的な治療薬は限られており、既存の抗真菌薬に対する耐性菌の出現が世界的な問題となっています。真菌の細胞壁は細胞を保護するために必要不可欠な構造体で、主に 5種類の糖鎖が三次元的に複雑に絡み合って形成されています。GfsA は細胞壁を構成する糖鎖の 1 つであるガラクトフラノース鎖の合成を担う中心的な酵素です。GfsA は 2013 年に岡教授らによって発見された糖転移酵素であり、UDP-α-ガラクトフラノースを糖供与体として、β-ガラクトフラノースの 5 位水酸基に β-ガラクトフラノースを連続的に転移し、最大で鎖長 7 の β-(1→5)-結合ガラクトフラノース鎖を合成します（図 1）。GfsA は、この反応を担う酵素であり、国際生化学・分子生物学連合によって EC ナンバー 2.4.1.398 が付与されています。gfsA 遺伝子を破壊した菌株では、正常な細胞壁を作ることができず、菌糸の伸長が抑制されることが確認されています。しかし、GfsA の結晶構造やガラクトフラノース転移反応メカニズムはこれまで不明であり、抗真菌薬開発の障害となっていました。
崇城大学生物生命学部生物生命学科 岡拓二 教授、平大輔 教授、門岡千尋 助教、九州大学大学院農学研究院 角田佳充 教授、寺本岳大 助教らは、真菌の細胞壁に含まれる珍しい糖鎖であるガラクトフラノース鎖の合成酵素である GfsA の立体構造を明らかにし、5 位水酸基への特異的な糖転移反応メカニズムを解明しました。
本研究結果は 2024 年 10 月25 日に「PNAS Nexus」に掲載されました。
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