The F-box protein gene exo-1 is a target for reverse engineering enzyme hypersecretion in filamentous fungi

F-box蛋白基因exo-1是丝状真菌逆向工程酶高分泌的靶标

来源：Proc Natl Acad Sci U S A

IF：11.205

摘要：碳水化合物活性酶 (CAZymes) 对于基于木质纤维素的生物精炼厂至关重要。因此，高分泌真菌蛋白生产宿主的开发是学术界和工业界的主要目标。然而，尽管我们对其调控的理解有所进步，但用于靶向菌株工程的有希望的候选基因的数量仍然有限。在这里，我们对经典高分泌粗糙脉孢菌突变体 exo-1 的基因组进行了重新测序，并确定了位于 F-box 蛋白编码基因 NCU09899 中的突变的致病点。相应的缺失菌株表现出的淀粉酶和转化酶活性超过了碳分解代谢物去抑制菌株 Acre -1 的淀粉酶和转化酶活性，而葡萄糖抑制在 Aexo-1 中仍然主要起作用。出奇，RNA 测序显示，虽然植物细胞壁降解基因在 Aexo-1 中广泛错误表达，但只有一小部分 CAZyme 基因和糖转运蛋白上调，表明 EXO-1 影响特定的调节因子。为了阐明酶过度分泌的潜在机制，我们发现 Aexo-1 中淀粉酶和转化酶的高分泌完全依赖于转录调节因子 COL-26。此外，蛋白质组学证实了 COL-26、CRE-1 和细胞碳和氮代谢的错误调节。最后，我们使用 CRISPR-Cas9 通过逆向工程成功地将 exo-1 中断的高分泌特征转移到工业部署的真菌嗜热毁丝霉中。我们对一种重要的 F-box 蛋白的鉴定证明了经典突变体与下一代测序相结合的力量，可以发现意外的工程候选物。这些数据有助于更全面地了解 CAZyme 调节，并将促进在其他感兴趣的生物体中进行高分泌的靶向工程。