Solid-state cultivation of Aspergillus oryzae using insoluble plant cell wall polysaccharides and expression analyses of plant polysaccharide degradation-related enzymes
Tomohiko Matsuzawa 1, Masakazu Ishikawa 2, Shimma Fujiwa 1, Naoki Shimada 1, Hiroshi Kanzaki 3
Aspergillus oryzae produces multiple plant polysaccharide degradation-related enzymes, which make an important contribution to brewing and biotechnology. In this study, to clarify the mechanisms underlying the enzymatic degradation of plant cell wall polysaccharides by A. oryzae, we prepared insoluble plant cell wall polysaccharides from two plants, mung bean hypocotyls and Chinese chives, and used these as substrates for solid-state cultivation of this fungus. A. oryzae secretes numerous types of carbohydrate-active enzymes that are involved in the degradation of cellulosic and hemicellulosic polysaccharides among insoluble plant cell wall polysaccharides. Transcriptomic analyses revealed that genes encoding both characterized and uncharacterized carbohydrate-active enzymes were highly expressed in solid-state cultures using insoluble plant cell wall polysaccharides, indicating that these enzymes cooperatively degrade plant cell wall polysaccharides.
ニホンコウジカビ（Aspergillus oryzae）は、複数の植物多糖分解関連酵素を生産し、これらは醸造やバイオテクノロジーにおいて重要な貢献をしています。この研究では、ニホンコウジカビによる植物細胞壁多糖の酵素的分解のメカニズムを解明するために、緑豆の胚軸とニラという2種類の植物から不溶性の植物細胞壁多糖を調製し、これを基質としてこの菌の固体培養を行いました。ニホンコウジカビは、不溶性植物細胞壁多糖の中でもセルロースおよびヘミセルロース系多糖の分解に関与する、数多くの種類の糖質関連酵素（carbohydrate-active enzymes）を分泌します。トランスクリプトーム解析により、不溶性植物細胞壁多糖を用いた固体培養では、機能が既に知られているものとまだ知られていないものの両方を含む糖質関連酵素をコードする遺伝子が高発現していることが明らかになりました。このことは、これらの酵素が協調して植物細胞壁多糖を分解していることを示唆しています。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138917232500163X?via%3Dihub