東京大学 農学生命科学研究科 プレスリリース

β-1,6-グルカン合成に必須なタンパク質であるKre6は、細胞壁が盛んに合成されている極性生長部位に局在して機能することを初めて明らかにした。

図1. Kre6タンパク質は極性生長部位に局在する。
出芽酵母の野生株細胞を抗Kre6抗体を用いた間接蛍光抗体法により観察した。Kre6タンパク質（赤色蛍光）は小さい芽や芽が出る直前と思われる領域に集中している。

真菌の細胞壁の役割は、細胞に物理的な強度を与えるだけでなく、有害な薬剤や浸透圧に対する障壁や細胞内外の情報伝達を行う細胞壁タンパク質の足場になるなど多岐に渡ります。病原性の真菌はヒトと同じ真核生物であり細胞の基本構造が良く似ているために有効な抗菌剤が作りにくいのですが、細胞壁は真菌の生存に必須だがヒトには無いので、非常に有力な抗菌剤の標的であり、その研究は重要です。

細胞壁成分のひとつβ-1,6-グルカン（注１）は、細胞の生長部位である芽の先端で盛んに合成されます。しかしその分子機構については、これまで突然変異によりβ-1,6-グルカン量が減る遺伝子は多く見つかっていますが、合成酵素本体らしいものは発見されておらず、未だに全く分かっていません。

遺伝子に変異が起きるとβ-1,6-グルカン合成が激減するKre6は、糖鎖の切断や連結に関る配列モチーフをもつことで注目され、これまでタグ（注２）で標識したタンパク質の解析が行われてきました。しかし、タグを付けることでそのタンパク質本来の機能や局在を失ってしまう場合があります。私たちはこれまでのKre6の解析では、本来の機能や局在が失われている可能性があると考えました。そこで、タグの影響を完全になくすため、Kre6タンパク質を特異的に検出できる抗体を作り、真のKre6の局在を調べました。間接蛍光抗体染色で観察すると、β-1,6-グルカンが盛んに合成されている小さな芽の先端に、Kre6が集中した特徴的な局在が見られました（図1）。細胞を壊して中味を比重や大きさで分けたり、電子顕微鏡で観察した結果もこの局在を支持しました。さらに、活性モチーフから離れたKre6のごく一部を削り、芽に局在できない変異体にすると、β-1,6-グルカンは激減しました。このことから、新たに見つけたKre6の極性生長部位への局在は、β-1,6-グルカン合成に必要であると結論づけました。

β-1,6-グルカン合成に関わり、且つ極性生長部位に局在するタンパク質の発見は本研究が初めてであり、真菌におけるβ-1,6-グルカン合成の分子機構の全容解明に非常に重要な研究成果であると考えられます。

＜表題＞
Kre6 Protein Essential for Yeast Cell Wall β-1,6-Glucan Synthesis Accumulates at Sites of Polarized Growth

＜著者名＞
Tomokazu Kurita, Yoichi Noda, Tomoko Takagi, Masako Osumi and Koji Yoda

＜公表雑誌＞
Journal of Biological Chemistry, 286巻 (9号), 7429ページ-7438ページ (2010年12月30日電子版掲載、2011年3月4日刊行。)

東京大学大学院農学生命科学研究科
応用生命工学専攻 分子生命工学研究室
教授　依田 幸司
Tel: 03-5841-8138
Fax: 03-5841-8008
E-mail: asdfg@mail.ecc.u-tokyo.ac.jp

注１　β-1,6-グルカン：
グルコースがβ-1,6結合により約350残基結合した多糖。細胞壁に最も多く存在するβ-1,3-グルカンに細胞壁の他の構成成分であるキチンや細胞壁タンパク質を結合する働きがあるため、細胞壁構造の維持に不可欠である。酵母細胞の生存に必須。

注２　タグ：
ここでは、調べたいタンパク質を検出するために結合して使うマーカーとなるタンパク質。タンパク質を識別するには特異的な抗体が必要だが、抗体作製は非常に時間と手間がかかり成功するとは限らない。しかし、既に抗体がある小さいタンパク質を、解析したいタンパク質と結合すれば、新しく抗体を作らなくても検出できるようになる。その為、優れたタグは非常に強力なツールであり、タンパク質の解析においては一般的な手法である。しかし、タグを結合したタンパク質は、局在や機能が変化してしまう場合がある。