抗真菌物質が酵母の細胞壁を厚くする仕組みを解明 ~海洋生物由来の抗真菌ペプチドが引き起こす防御反応の一端を明らかに~

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2026-10-23 広島大学

広島大学、東京大学、理化学研究所などの研究グループは、海洋生物のカイメンから発見された抗真菌ペプチド「セオネラミドA」が、酵母の細胞壁を異常に厚くする仕組みを解明した。解析の結果、細胞壁の肥厚は、主要成分である1,3-β-グルカンが過剰に蓄積することで生じていた。原因は、グルカン合成酵素そのものの活性上昇ではなく、酵素が細胞の先端や細胞分裂部位に通常より長くとどまり、局所的な合成を続けることだった。さらに、セオネラミドAが細胞膜の脂質成分エルゴステロールに結合することで膜に異常が生じ、細胞の形や成長方向を制御するタンパク質Cdc42が活性化し、合成酵素の局在異常につながる可能性が示された。本成果は、真菌の細胞膜と細胞壁の恒常性を制御する仕組みの理解を進め、新たな作用機序を持つ抗真菌薬の開発につながることが期待される。

抗真菌物質が酵母の細胞壁を厚くする仕組みを解明 ~海洋生物由来の抗真菌ペプチドが引き起こす防御反応の一端を明らかに~
図1.細胞壁肥厚の電子顕微鏡観察像.スケールバーは1μm。

<関連情報>

分裂酵母における抗真菌ペプチドであるテオネラミドAによる膜撹乱を介した細胞壁グルカンの異所性過剰産生 Ectopic overproduction of cell wall glucan through membrane perturbation by an antifungal peptide theonellamide A in fission yeast

Kensuke Nakao ∙ Vanessa S.D. Carvalho, ∙ Akifumi Suganaga ∙ … ∙ Minoru Yoshida,,, ∙ Juan C. Ribas ∙ Shinichi Nishimura
iScience  Published:October 1, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.117645

Highlights

•Theonellamide A induces an ectopic overproduction of cell wall glucan
•TNM-A causes persistent localization of glucan synthases at the cell tips and septum
•TNM-A increases active Cdc42 and membrane trafficking of glucan synthases
•Ergosterol is involved in proper activation/inactivation of Cdc42

Summary

Ergosterol has multiple functions in filamentous fungi and yeasts, although only a part of the functions seems to be understood. An antifungal peptide, theonellamide A (TNM-A) induces drastic morphological changes in fission yeast by targeting plasma membrane ergosterol. TNM-A induces overproduction and accumulation of cell wall glucan at growing tips and septum through a yet unknown mechanism. Here, we show that TNM-A causes accumulation of 1,3-β-glucan at cell-polarity sites, not by increased activity of 1,3-β-glucan synthase, but by an increased, persistent localization of the glucan synthases. Screening based on subcellular localization of proteins suggested the involvement of the Rho family GTPase Cdc42, a master regulator of cell polarity. In agreement, TNM-A increased active Cdc42 and enhanced the membrane trafficking of glucan synthases. In conclusion, our chemical genetics analyses using TNM-A suggest that membrane ergosterol regulates the Cdc42 activity, which further regulates the localization of glucan synthases and cell wall biosynthesis.

生物化学工学
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