絲狀真菌葡萄糖轉運系統研究取得進展

　　葡萄糖高/低親和力雙轉運系統是微生物應對外界環境營養擾動的一種保守的策略。而感應和轉運葡萄糖的過程與纖維素降解真菌表達調控纖維酶密切相關。早在上世紀70年代就發現，纖維素降解真菌粗糙脈孢菌（Neurospora crassa）在應對胞外高、低不同濃度的葡萄糖時，分別啟用兩套對葡萄糖不同親和力的轉運系統：在高濃度葡萄糖條件下，低親和力葡萄糖轉運系統（系統I）持續存在，發揮轉運作用；在低濃度葡萄糖或碳饑餓時，高親和力葡萄糖轉運系統（系統II）解抑制表達，轉運胞外有限的營養成分。然而，雙系統的分子元件及其在各自環境中發揮的功能，尤其在如何影響纖維素酶表達調控方面，目前并不清楚。

　　中國科學院天津工業生物技術研究所研究員田朝光帶領的微生物功能基因組研究團隊，從分子水平系統鑒定了粗糙脈孢菌葡萄糖雙轉運系統的基因元件、生理功能及雙系統之間的協同調控，并探討了其對于粗糙脈孢菌適應植物纖維素腐生環境的意義。研究結果表明，GLT-1具有較高的Km值（18.42 ± 3.38 mM），而HGT-1/-2分別具有很低的Km參數（16.13 ± 0.95 ？M和98.97 ± 22.02 ？M），它們分別是系統I和II的主要元件（如圖）。雙敲除HGT-1/-2顯著提高粗糙脈孢菌纖維素酶的產量約兩倍。通過對一系列多突變體的比較分析發現，HGT-1/-2不僅擔負著低濃度葡萄糖的轉運，而且深刻影響細胞的碳代謝和信號轉導的過程；這一過程與碳代謝物阻遏（CCR）、纖維素酶調控因子CLR-1/-2以及環腺苷酸-蛋白激酶A（cAMP-PKA）途徑緊密相連（如圖）。點突變HGT-1/-2中一個保守的氨基酸，HGT-1/-2失去了葡萄糖轉運的功能，但是依然具有CCR調控的作用，表明其可能是轉運-感應雙功能蛋白（transceptor）。該研究為真菌葡萄糖轉運、感應及纖維素酶表達調控提供了全新的認識。

　　該研究得到國家自然科學基金等科技計劃資助，相關研究成果發表在生物能源國際期刊Biotechnology for Biofuels，天津工生所博士研究生王邦為論文第一作者。