Investigations on key players in the xyn1 and xyn2 (xylanase I and II encoding) transcriptosome of Hypocrea jecorina (Trichoderma reesei)

Abstract

Hypocrea jecorina (anamorph Trichoderma reesei) ist ein filamentöser Ascomycet, dessen Einsatz unter anderem aufgrund seiner hohen sekretorischen Kapazität in industriellen Bereichen zur Produktion eigener Enzyme als auch heterologer Proteine hohe Bedeutung beigemessen wird. Zu den wichtigsten Enzymen, die Trichoderma erzeugt und die Anwendung in der Papier-, Lebensmittel-, Futter- und Textilindustrie finden, gehören neben weiteren zwei Cellobiohydrolasen (CBHI und CBHII), die endo-ß-1,4-Glucanasen EGI - EGV, zwei ß-Glucosidasen (BGLI und BGLII), die endo-ß-1,4-Xylanasen XYNI und XYNII, sowie die ß-Xylosidase BXLI. Dieses Enzymsystem ist für den Abbau polymerer Substanzen wie Cellulose und Xylan verantwortlich. Dies führt zur Bildung von niedermolekularen Substanzen wie Xylobiose, Xylsose oder nach entsprechender Transglycosilierung zu Sophorose, die selbst induzierende Wirkung auf dieses Enymsystem ausüben.<br />Als zentraler transkriptioneller Regulator des hydrolytischen Enzymsystems in Trichoderma reesei konnte Xyr1 (Xylanaseregulator 1) identifiziert werden, der für die Expression von wenigstens xyn1, xyn2, cbh1, cbh2, bgl1 und egl1 unerläßlich ist. Da dieser Faktor seinen Einfluß unabhängig von den induzierenden Substanzen oder dem Expressionsniveau (induziert, basal, repremiert) ausübt, kann von einem eher allgemein wirkenden, unspezifischen Aktivator gesprochen werden.<br />Im Transkriptosom des xyn1- und xyn2-Gens spielen jedoch weitere Regulatoren eine Rolle, deren Einfluß abhängig von Kohlenstoffquelle oder induzierenden Substanz auf ein bestimmtes Gen speziell ausgeübt wird . Neben des bereits bekannten Kohlenstoff-Katabolit-Repression-vermittelnden Einflusses von Cre1 wurde der repremierende Einfluß von Ace1 (Activator of Cellulases 1) und seine mögliche Interaktion mit Xyr1 untersucht. Ace1 konkurriert mit Xyr1 um dessen für seine DNA-Interaktion essentielle Bindungsstelle und agiert somit als entsprechender Antagonist.<br />Die Wirkung von Ace2 beeinflußt sowohl das basale als auch das induzierte Transkriptionsniveau von xyn2, wobei in einem entsprechenden Deletionsstamm eine erhöhte Initalinduktion beobachtbar ist, gefolgt von einer Phase während der das Transkriptionsniveau eines Wildtypes nicht erreicht werden kann. In Analogie zu Ace1 ist für Ace2 ebenso eine Interaktion mit Xyr1 denkbar, besonders aufgrund der Wechselwirkung mit derselben DNA-Bindungsmotif.