ペニシリウムクリソジェネムの効率的なペニシリン生合成にはペルオキシソームが必要です

真菌のペニシリウムクリソジェネムでは、ペニシリン（PEN）産生がサイトゾルとペルオキシソームで区画化されています。ここでは、PEN生合成の2つの最終酵素、アシルコエンザイムA（COA）：6-アミノペニシラン酸アシルトランスフェラーゼ（AT）と側鎖前駆体活性化酵素フェニルアセチルCOAリガーゼ（PCL）を含む無傷のペルオキシソームが示されています。効率的なペン合成のために重要です。さらに、ペンの力価の増加は、ペルオキシソーム数の増加に関連しています。ただし、ペンセソーム数を強化するすべての条件がペン生産を同時に刺激するわけではありません。ペルオキシソームの増殖につながるが、同時に細胞の正常な生理学を妨げる状態は、抗生物質産生に有害である可能性があることがわかります。さらに、ペルオキシソームは、網状構造からの分生類を発芽させることに発達することを示しています。その後の菌糸の成長中に、成長している菌糸の先端でペルオキシソームの増殖が発生し、その後、オルガネラは新しく形成された亜頸部細胞に分布します。オルガネラの増殖機構にはダイナミン様タンパク質DNM1が必要であることが観察されました。

In the fungus Penicillium chrysogenum, penicillin (PEN) production is compartmentalized in the cytosol and in peroxisomes. Here we show that intact peroxisomes that contain the two final enzymes of PEN biosynthesis, acyl coenzyme A (CoA):6-amino penicillanic acid acyltransferase (AT) as well as the side-chain precursor activation enzyme phenylacetyl CoA ligase (PCL), are crucial for efficient PEN synthesis. Moreover, increasing PEN titers are associated with increasing peroxisome numbers. However, not all conditions that result in enhanced peroxisome numbers simultaneously stimulate PEN production. We find that conditions that lead to peroxisome proliferation but simultaneously interfere with the normal physiology of the cell may be detrimental to antibiotic production. We furthermore show that peroxisomes develop in germinating conidiospores from reticule-like structures. During subsequent hyphal growth, peroxisome proliferation occurs at the tip of the growing hyphae, after which the organelles are distributed over newly formed subapical cells. We observed that the organelle proliferation machinery requires the dynamin-like protein Dnm1.