キシログルカナーゼ遺伝子のクローニングと木質形質転換体ポプラの作出

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04455016
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 林 隆久 京都大学, 木質科学研究所, 助教授 (70231529)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬場 啓一 京都大学, 木質科学研究所, 助手 (20238223)
• Keywords: キシログルカナーゼ / オーキシン / ポプラ細胞

Research Abstract

ポプラ培養細胞由来のキシログルカナーゼ活性は、最適pH6.2を持ち、カルボキシメチルセルロースなどβ-1,4-グルカンをよく分解した。無オーキシン培地で継代培養したポプラ細胞を1μMオーキンを含む培地で培養すると、Buffer-solubleおよびBuffer-insoluble画分のキシログルカナーゼ活性はともに対数増殖期に高くなり、定常期に減少した。Extracellular画分の酵素は著しく活性が誘導され、定常期になると消失した。これらの結果から、ポプラ培養細胞は細胞の成長にオーキシンを必要とし、またオーキシンによってキシログルカナーゼが誘導されることが示唆された。
キシログルカナーゼの分子量は50,000、pIは5.5であった。この酵素は、カルボキシメチルセルロースやリン酸膨潤セルロースをよく分解し、キシログルカンに対する分解速度は低かった。酵素分子内にSS結合をもち、サブユニットを持たない。キシログルカナーゼのN末端配列を読み取るために、SDS電気泳動後、ブロッティングを行い、メンブランに結合した酵素蛋白から直接アミノ酸シークエンスを行った。キシログルカナーゼのN末端アミノ酸にもとづくDNAをプローブにして、ポプラのcDNAライブラリーから、目的のcDNAを単離した。このcDNAは1,653bpからなり、27アミノ酸残基からなるN末端シグナル配列と467アミノ酸残基からなる酵素タンパクをEncodeしていた。

Research Products

• [Publications] S.Nakamura: "Occurrence of endo-1,4-β-glucanase activities in suspension-cultured poplar cells during growth." Mokuzai Gakkaishi. 39. 1056-1061 (1993)
• [Publications] S.Nakamura: "Production of endo-1,4-β-glucanase activity:A simple method for suspension culture of poplar cells." Biosci.Biotech.Biochem.57. 1933-1934 (1993)
• [Publications] S.Nakamura: "Purification and properties of extracellular endo-1,4-β-glucanase from suspension-cultured poplar cells." Plant Cell Physiol.34. 1009-1013 (1993)
• [Publications] S.C.Fry: "An unambiguous nomenclature for xyloglucan-derived oligosaccharides." Physiol.Plant.89. 1-3 (1993)
• [Publications] K.Baba: "Localization of xyloglucan in the macromolecular complex composed of xyloglucan and cellulose in pea stems." Plant cell Physiol.(in press). (1994)
• [Publications] T.Hayashi: "Macromolecular complexes of xyloglucan and cellulose obtained by annealing." Plant cell Physiol.(in press). (1994)