A gombák akár a természetben, akár a fermentációs iparban gyakran szembesülnek az éhezés jelenségével, amely sejtdegradációhoz, sejthalálhoz és autolízishez vezet. Az autolízis egy olyan jelentős hidroláz aktivitással kísért sejtpusztulási folyamat, amely magába foglalja a sejtfal lebontását is. Jelentőségük ellenére eddig igen kevés, az autolitikus sejtfallebontásban érintett hidrolitikus enzimet azonosítottak. Az Aspergillus nidulans autolizáló tenyészeteiből sikerült egy ß-1,3-glükanázt (EngA) és egy proteinázt (PepJ) izolálnunk. Az enzimek hőmérséklet optimuma 65 °C körül alakult és számottevő aktivitással rendelkeztek a lúgos pH tartományban (pH 7-9). Ez utóbbi azért jelentős, mert autolízis alatt - az ammónia felszabadulásának következtében – a tenyészetek pH-ja lúgos irányban tolódik el, amely eredményeink alapján kifejezetten kedvez a proteináz képződésnek. Az autolitikus ChiB kitináz termelésére nem képes ΔchiB törzshöz hasonlóan a ΔengA törzs is nem autolizáló fenotípust mutatott. A pepJ és/vagy a prtA gének deléciója azonban nem okozott lényeges változást az autolitikus sejtfallebontásban. A konídiumok és a ChiB kitináz képződéséért is felelős FluG-BrlA jelátviteli útvonal meghatározó jelentőségűnek bizonyult az EngA, a PepJ, valamint a PrtA termelődésében is. Kimutattuk, hogy az autolizáló tenyészetek fermentleve jelentős antifungális hatással rendelkezik, amely tulajdonságért nagyrészt az EngA, illetve a ChiB volt felelős. Az engA és a chiB deléciója jelentősen megnövelte a tenyészetek élettartamát és a termelt konídiumok számát, de csökkentette a nehezen hasznosítható szénforráson való növekedés sebességét. Microarray vizsgálattal több, a szénéhezés hatására bekövetkező transzkripcionális változást is detektáltunk. Több, a fehérjeszintézisben érintett gén indukálódásával párhuzamosan számos extracelluláris enzimet kódoló gén indukciója is megfigyelhető volt, amelyek a sejtfal, illetve a környezetben előforduló tápanyagok lebontásában lehetnek fontosak. A szénhidrát, lipid és nitrogén anyagcserében a felépítő és lebontó folyamatok egyensúlya a lebontás irányába tolódott el, amit több, az autofágiában érintett gén indukciója kísért. A konidiogenezis indukálódásával párhuzamosan a hidrofobin termelés is megindult. Indukálódtak továbbá a melanin szintézisben, szekunder metabolitok termelésében érintett gének mellett antifungális fehérjéket kódoló gének is, de a redox folyamtok átalakulása is jellemző volt. Eredményeink alapján elmondható, hogy szénéhező tenyészetekben komplex változások következnek be a túlélés érdekében.

Nutrient starvation is a common stress both in the Nature and in the industry. It often causes cellular degradation, cell death and autolysis. Autolysis can be defined as a natural process of self-digestion of aged hyphal cultures, occurring as a result of hydrolase activity, causing degradation of biopolymers including the cell wall structures. Till now only a few hydrolytic enzymes involved in autolytic cell wall degradation have been identified. We identified and purified a ß-1,3-glucanase (EngA) and a proteinase (PepJ) from the fermentation broth of autolytic Aspergillus nidulans cultures. Temperature optima of both purified enzymes were near 65 °C. Both were active at alkalic pH range (pH 7-9), which is important since autolytic cultures, due to their ammonia production, alkalify their environment. This alkalic pH proved to be beneficial to proteinase production. Similarly to the ΔchiB mutant defected in autolytic ChiB production, the ΔengA mutant showed non-autolysing phenotype. In contrast, deletion of the pepJ and/or prtA gene did not disturb the autolytic cell wall degradation. Analysis of deletion mutants demonstrated that the FluG-BrlA signaling pathway, which induces conidiogenesis and ChiB production, also regulated the formation of EngA, PepJ and PrtA. EngA and ChiB were responsible for the antifungal activity of the fermentation broth derived from autolysing cultures. Double deletion of engA and chiB increased long-term viability and conidiogenesis but decreased the growth on culture media containing weak carbon source. Complex transcriptional changes were observed by Microarray experiment. Several genes contributing in protein synthesis were up regulated together with genes encoding extracellular hydrolytic enzymes, which take part in cell wall or nutrient degradation. The balance between biosynthesis and degradation is moved to the direction of degradation in the case of carbohydrate, lipid and nitrogen metabolism, which was accompanied with the induction of genes involved in autophagy. The asexual development and hydrophobin production were induced. Melanin synthesis, secondary metabolite and antifungal protein production were up regulated and the activity of genes involved in redox homeostasis changed. Our results suggest complex changes occurring in carbon starving cultures, which help to prolong survival of fungi.