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Improvement of homologous GH10 xylanase production by deletion of genes with predicted function in the Aspergillus nidulans secretion pathway.
Microbial Biotechnology ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-03-25 , DOI: 10.1111/1751-7915.13556 Mariane P Zubieta 1, 2 , Jaqueline A Gerhardt 1 , Marcelo V Rubio 1 , César R F Terrasan 1 , Gabriela F Persinoti 3 , Everton P Antoniel 1 , Fabiano J Contesini 1 , Rolf A Prade 2 , André Damasio 1
Microbial Biotechnology ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-03-25 , DOI: 10.1111/1751-7915.13556 Mariane P Zubieta 1, 2 , Jaqueline A Gerhardt 1 , Marcelo V Rubio 1 , César R F Terrasan 1 , Gabriela F Persinoti 3 , Everton P Antoniel 1 , Fabiano J Contesini 1 , Rolf A Prade 2 , André Damasio 1
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Filamentous fungi are important cell factories for large‐scale enzyme production. However, production levels are often low, and this limitation has stimulated research focusing on the manipulation of genes with predicted function in the protein secretory pathway. This pathway is the major route for the delivery of proteins to the cell exterior, and a positive relationship between the production of recombinant enzymes and the unfolded protein response (UPR) pathway has been observed. In this study, Aspergillus nidulans was exposed to UPR‐inducing chemicals and differentially expressed genes were identified by RNA‐seq. Twelve target genes were deleted in A. nidulans recombinant strains producing homologous and heterologous GH10 xylanases. The knockout of pbnA (glycosyltransferase), ydjA (Hsp40 co‐chaperone), trxA (thioredoxin) and cypA (cyclophilin) improved the production of the homologous xylanase by 78, 171, 105 and 125% respectively. Interestingly, these deletions decreased the overall protein secretion, suggesting that the production of the homologous xylanase was specifically altered. However, the production of the heterologous xylanase and the secretion of total proteins were not altered by deleting the same genes. Considering the results, this approach demonstrated the possibility of rationally increase the production of a homologous enzyme, indicating that trxA, cypA, ydjA and pbnA are involved in protein production by A. nidulans.
中文翻译：
通过删除构巢曲霉分泌途径中具有预测功能的基因来改善同源 GH10 木聚糖酶的生产。
丝状真菌是大规模酶生产的重要细胞工厂。然而，生产水平通常较低，这种限制刺激了研究重点关注在蛋白质分泌途径中具有预测功能的基因的操作。该途径是将蛋白质递送至细胞外部的主要途径，并且已观察到重组酶的产生与未折叠蛋白反应（UPR）途径之间存在正相关关系。在这项研究中，构巢曲霉暴露于 UPR 诱导化学物质，并通过 RNA 测序鉴定了差异表达的基因。在产生同源和异源 GH10 木聚糖酶的构巢曲霉重组菌株中删除了 12 个靶基因。 pbnA （糖基转移酶）、 ydjA （Hsp40 共伴侣）、 trxA （硫氧还蛋白）和cypA （亲环蛋白）的敲除分别将同源木聚糖酶的产量提高了 78%、171%、105% 和 125%。有趣的是，这些缺失减少了总体蛋白质分泌，表明同源木聚糖酶的产生发生了特异性改变。然而，异源木聚糖酶的产生和总蛋白的分泌并没有因为删除相同的基因而改变。考虑到结果，该方法证明了合理增加同源酶产量的可能性，表明trxA 、 cypA 、 ydjA和pbnA参与构巢曲霉的蛋白质生产。
更新日期：2020-03-25
中文翻译：
通过删除构巢曲霉分泌途径中具有预测功能的基因来改善同源 GH10 木聚糖酶的生产。
丝状真菌是大规模酶生产的重要细胞工厂。然而，生产水平通常较低，这种限制刺激了研究重点关注在蛋白质分泌途径中具有预测功能的基因的操作。该途径是将蛋白质递送至细胞外部的主要途径，并且已观察到重组酶的产生与未折叠蛋白反应（UPR）途径之间存在正相关关系。在这项研究中，构巢曲霉暴露于 UPR 诱导化学物质，并通过 RNA 测序鉴定了差异表达的基因。在产生同源和异源 GH10 木聚糖酶的构巢曲霉重组菌株中删除了 12 个靶基因。 pbnA （糖基转移酶）、 ydjA （Hsp40 共伴侣）、 trxA （硫氧还蛋白）和cypA （亲环蛋白）的敲除分别将同源木聚糖酶的产量提高了 78%、171%、105% 和 125%。有趣的是，这些缺失减少了总体蛋白质分泌，表明同源木聚糖酶的产生发生了特异性改变。然而，异源木聚糖酶的产生和总蛋白的分泌并没有因为删除相同的基因而改变。考虑到结果，该方法证明了合理增加同源酶产量的可能性，表明trxA 、 cypA 、 ydjA和pbnA参与构巢曲霉的蛋白质生产。
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