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Duplication and Functional Divergence of Branched-Chain Amino Acid Biosynthesis Genes in Aspergillus nidulans.

Aspergillus nidulansにおける分岐鎖アミノ酸生合成遺伝子の重複と機能的分化 (機械翻訳の邦題)

mBio2021Steyer JT, Downes DJ, Hunter CC, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象未確定

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研究デザイン
その他の原著論文
対象
未確定
出版年
2021
出典
doi.org
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出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
鮮度
確認期限内
確認段階
自動処理
記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

真菌、細菌、植物は分岐鎖アミノ酸(BCAA)を生合成するが、その経路は酵母で詳しく調べられている一方、糸状菌では不完全にしか理解されていない。本研究では、A. nidulansのゲノム配列検索により、ロイシン生合成の最終段階を触媒するβ-イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素をコードする2遺伝子と、BCAAアミノ基転移酵素をコードする6遺伝子を同定した。遺伝子ノックアウトの組み合わせにより、各遺伝子のBCAA生合成への寄与を調べた結果、2つのβ-イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素遺伝子はロイシン生合成に関与し、最も高発現する2つのBCAAアミノ基転移酵素がBCAA生合成に主要な役割を果たすことが示された。また、逆転写定量PCRによりロイシン生合成遺伝子の発現を解析し、ロイシン availabilityに応じた調節がZn(II)2Cys6転写因子LeuBを介して行われることを明らかにした。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

Fungi, bacteria, and plants, but not animals, synthesize the branched-chain amino acids: leucine, isoleucine, and valine. While branched-chain amino acid (BCAA) biosynthesis has been well characterized in the yeast Saccharomyces cerevisiae, it is incompletely understood in filamentous fungi. The three BCAAs share several early biosynthesis steps before divergence into specific pathways. In Aspergillus nidulans, the genes for the first two dedicated steps in leucine biosynthesis have been characterized, but the final two have not. We used sequence searches of the A. nidulans genome to identify two genes encoding β-isopropylmalate dehydrogenase, which catalyzes the penultimate step of leucine biosynthesis, and six genes encoding BCAA aminotransferase, which catalyzes the final step in biosynthesis of all three BCAA. We have used combinations of gene knockouts to determine the relative contribution of each of these genes to BCAA biosynthesis. While both β-isopropylmalate dehydrogenase genes act in leucine biosynthesis, the two most highly expressed BCAA aminotransferases are responsible for BCAA biosynthesis. We have also characterized the expression of leucine biosynthesis genes using reverse transcriptase-quantitative PCR and found regulation in response to leucine availability is mediated through the Zn(II)2Cys6 transcription factor LeuB. IMPORTANCE Branched-chain amino acid (BCAA) biosynthesis is important for pathogenic fungi to successfully cause disease in human and plant hosts. The enzymes for their production are absent from humans and, therefore, provide potential antifungal targets. While BCAA biosynthesis is well characterized in yeasts, it is poorly understood in filamentous fungal pathogens. Developing a thorough understanding of both the genes encoding the metabolic enzymes for BCAA biosynthesis and how their expression is regulated will inform target selection for antifungal drug development.

MeSH

Amino Acids, Branched-ChainAspergillus nidulansBiosynthetic PathwaysGene Expression Regulation, FungalLeucineTransaminases

DOI 10.1128/mbio.00768-21

PMID 34154419

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