エンド型キシログルカン転移酵素による細胞壁構築の分子機構

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05640733
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 西谷 和彦 鹿児島大学, 教養部, 助教授 (60164555)
• Keywords: キシログルカン / 糖転移酵素 / 細胞壁 / つなぎ換え反応 / 植物形態構築 / 細胞壁構築 / 螢光標識オリゴ糖

Research Abstract

アズキ-アポプラストより精製したエンド型キシログルカン転移酵素(EXT)を用いて、in vitroで細胞壁キシログルカン架橋の「繋ぎ換え反応」の分子機構を糖質化学的手法により解析し以下の結果を得た。
1.キシログルカン分子の側鎖構造を認識して主鎖を切断するTrichoderma viride 加水分解酵素を精製し、この酵素を用いて様々なキシログルカノリゴ糖を作成した。更に、それらのオリゴ糖より、螢光標識アクセプター基質を合成し、酵素反応の基質特異性を解析した結果、下記のキシログルカン分子の非還元末端の構造がアクセプター基質として必須であることを明らかにした。
2.アズキ細胞壁よりキシログルカン-セルロース微繊維複合体を調製し、この複合体と標識キシログルカン分子を基質とし、試験管内で繋ぎ換え反応を解析した結果、EXTは細胞壁中のキシログルカン鎖の特定の側鎖構造を認識し、キシログルカン分子どうしを繋ぎ換える反応によって細胞壁ネットワーク内へ新たなキシログルカン分子を「編み込む」反応を触媒することを初めて実証した。
3.以上の結果より、EXTの細胞壁内での繋ぎ換え反応の基本的な分子過程の概要が初めて明らかとなった。この研究によって、植物細胞壁のネットワーク構造の再編成過程の一部を初めて分子水準で解析できたことになる。

Research Products

• [Publications] Okazawa,K.et al.: "Molecular cloning and cDNA sequencing of endoxyloglucan transferase" Journal of Biological Chemistry. 268. 25364-25368 (1993)
• [Publications] Masuda,Y.et al.: "Plant responses to simulated microgravity" Advances in Space Biology and Medicine. 印刷中. (1994)
• [Publications] Masuda,Y.et al.: "Changes in the rheological properties of the cell wall of plant seedings under simulated microgravity conditions" Biorheology. 印刷中. (1994)
• [Publications] 西谷 和彦: "エンド型キシログルカン転移酵素(EXT)と細胞成長" 植物化学調節. 28. 135-144 (1993)
• [Publications] 西谷 和彦: "細胞壁構築に関与する新しい酵素、エンド型キシログルカン転移酵素" 植物細胞工学. 印刷中. (1994)