2017 Fiscal Year Annual Research Report
Identification of apiosyltransferase involved in biosynthesis of pectin in plant cell wall
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15K07016
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
石水 毅 立命館大学, 生命科学部, 准教授 (30314355)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 植物 / 酵素 / 糖鎖 / 多糖 / 細胞壁 / 糖転移酵素 / 糖ヌクレオチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物細胞壁多糖ペクチンは、アピオース残基がホウ素とのジエステル結合を介して架橋形成し、細胞壁の空間的構築に役割を果たしている。ペクチンの生合成に関与する多くの酵素は未同定で、ペクチンの機能解析が進んでいない。アピオース転移酵素も未同定である。アピオース前駆体のUDP-アピオースが利用できないためである。本研究は、UDP-アピオースを安定に単離すること、ペクチン生合成に関わるアピオース転移酵素の活性を検出することを目的とした。
UDP-アピオースは不安定で（pH8.0、25℃で半減期32秒）、これまでに単離例はなかった。UDP-アピオースに適切な嵩高いカウンター陽イオンを配向させることで安定化させることを試みた。またUDP-アピオースの安定なpHも探索した。UDP-アピオースはUDP-アピオース/UDP-キシロース合成酵素により生成させる。酵素の至適pH8.0ではなく、pH6.0でUDP-アピオースが比較的安定であった。UDP-アピオースにN,N-ジメチルシクロへキシルアミンやトリエチルアミンを配向させた時、pH6.0で半減期が39時間になることを見出した。この条件でUDP-アピオースをmg単位で調製することに成功した（投稿論文作成中）。
ガラクツロン酸から構成される多糖にアピオースが結合したアピオガラクツロナンというペクチン成分が多いウキクサで発現量が高い糖転移酵素に注目した。タバコ培養細胞BY-2でリコンビナントタンパク質を発現させ、UDP-アピオースを基質として用いて、このタンパク質にアピオガラクツロナンを合成するアピオース転移酵素活性を見出した。現在、この酵素の生化学的解析を進めている。
このように、本科研費助成で、当初の目的を大まかに達成することができた。
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[Presentation] Discovery and biochemical characterization of rhamnosyltransferase involved in pectin biosynthesis in Arabidopsis thariana2017
Author(s)
Yuto Takenaka, Kohei Kato, Mari Ogawa-Ohnishi, Kana Tsuruhama, Hiroyuki Kajiura, Kenta Yagyu, Atsushi Takeda, Tadashi Kunieda, Ikuko Hara-Nishimura, Takeshi Kuroha, Kazuhiko Nishitani, Yoshikatsu Matsubayashi, and Takeshi Ishimizu
Organizer
Taiwan-Japan Plant Biology 2017
Int'l Joint Research
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