シグナル分子としてのキシログルカンオリゴ糖の代謝および受容機構

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08874113
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 西谷 和彦 東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (60164555)
• Keywords: EXGT / Plant / Cell Wall / Signal / olygosaccharin / GFP / Xyloglucan / tobacco

Research Abstract

本研究の最終的な目的はキシログルカン受容体やシグナル分子生成機構といった視点から植物細胞壁中のキシログルカン代謝に関与する酵素機能を明らかにすることである。
エンド型キシログルカン転移酵素(EXGT)は細胞壁中のキシログルカン分子の切断や繋ぎ換えを触媒する酵素として1992年にアズキより単離された酵素である。このEXGTは細胞壁中のキシログルカン高分子の切断や繋ぎ換えに関与するだけでなく、XGオリゴ糖の生成・分解やその受容過程に関与する可能性が考えられる。もし、XGオリゴ糖がシグナル分子として機能するのであれば、EXGTはその信号の発信、減衰、受信などの過程において、重要な機能を担うことになる。昨年度までの研究によりEXGTが細胞壁の高次構造の構築に関与していること、in vitroの系でこの酵素が細胞壁中のXGオリゴ糖を細胞壁に固定し、結果として、細胞壁中のオリゴ糖濃度の調節に関与しうる可能性を示した。最終年度である本年度は、FITC-XG基質を用いて、EXGT機能の可視化し、その細胞内局在を解析することに成功した。また、EXGT-GFP融合タンパク質を用いて、生体細胞内での同酵素の細胞内の挙動を解析した。その結果、EXGTは分泌系を通して、細胞壁およびフラグモプラスト内に輸送され、それぞれ、細胞壁および細胞板内で機能していることが明らかとなった。これらの知見は、オリゴ糖受容体の単離同定を進める上での鍵となる研究段階を一歩進めたことになり、研究の所期の目的の一部が達成されたと考えている。

Research Products

• [Publications] K.Nishitani: "Construction and restructuring of the cellulose-xyloglucan framework in the apoplast as mediated by the xyloglucan-related protein family-A hypothetical scheme." J.Plant Res.111. 159-166 (1998)
• [Publications] M.Takano et al.: "Endoxyloglucan transferase cDNA isolated from pea roots and its fluctuating expression in hydrotropically responding roots" Plant Cell Physiol.40. 135-142 (1999)