2022 Fiscal Year Annual Research Report
希少糖を用いた糖代謝とレドックス制御に関する解析の新たなるアプローチ
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20K05774
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
望月 進 香川大学, 農学部, 准教授 (40567020)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 希少糖 / 糖代謝 / レドックス制御 / 活性酸素種 / リン酸糖 / イネ / G6PDH / ホスホグルコースイソメラーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、植物に対する希少糖D-アロースとD-アルロース（D-プシコース）の作用メカニズム解析を通じて、糖代謝と希少糖による植物への耐病性付与やレドックス状態制御の関連性の解明を目指した。これらの希少糖の作用にはD-アロース6リン酸（A6P）の生成が必須であることが明らかになっていたが、(1)D-アルロース処理時のD-アルロース6リン酸ーA6P間の変換と(2)A6Pの直接的な作用メカニズムが未知のままであった。(1)についてはこの変換を担う酵素がホスホグルコースイソメラーゼ（イネOsPGI1/2）であることを組換え酵素や形質転換植物を用いた実験から明らかにし、最終年度にはこれらの酵素の点変異酵素を作製し、その基質特異性に関与するアミノ酸残基を明らかにした。また、(2)についてはこれまでの研究から示唆されていた標的候補酵素グルコース６－リン酸脱水素酵素（G6PDH）がA6Pの標的酵素であることを改めて示し、A6Pを含むいくつかのリン酸糖が複数あるG6PDHのうちのOsG6PDH1を特異的に安定化することによってG6PDH活性を維持し、これがアロース処理イネでの活性酸素種増加に繋がることを見出した。さらにはOsG6PDH1特異的に存在するN末端領域がA6Pによる安定化には関与しないもの活性維持に必須であることを明らかにし、また、OsG6PDH1の活性発現への寄与が期待されるグリコーゲンシンターゼOsSK11, 12, 13, 41を単離し、これらのうちの少なくともOsSK41がD-アロース処理時の活性酸素増加に必須なOsRbohCと直接的に相互作用することを明らかにするなど、他のストレス（塩ストレスなど）でも示唆されているG6PDHによるレドックス制御が、リン酸糖によるイネのOsG6PDH1などの細胞質型キー酵素の安定化によることを示唆するデータを得た。
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Research Products
(12 results)
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[Presentation] Examination of efficient conditions for production of rare phosphate sugars using sugar-metabolizing enzymes of Escherichia coli2023
Author(s)
Yusei Shimamura, Yuna Matsuoka, Kazushi Matsudaira, Saki Ejima, Akihito Kano, Masashi Sato, Ken Izumori, Susumu Mochizuki, Akihide Yoshihara, Kazuya Ichimura, Kenji Gomi, and Kazuya Akimitsu
Organizer
Rare Sugar Congress 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Effect of sugar phosphates on stability and activity of G6PDH1 in rice2023
Author(s)
Shunsuke Ura, Kana Hagihara, Natsuki Ohtani, Ayaka Aki, Akihito Kano, Kouhei Ohtani, Takeshi Fukumoto, Hiromi Yoshida, Akihide Yoshihara, Ken Izumori, Kazuya Ichimura, Kazuya Akimitsu, and Susumu Mochizuki
Organizer
Rare Sugar Congress 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Examination of enzymatic properties and reaction conditions of enzymes related to rare sugar metabolism for the production of various rare phosphate sugars2023
Author(s)
Shimamura, Y., Matsudaira, K., Ejima, S., Moriguchi, K., Kano, A., Sato, M., Izumori, K., Mochizuki, S., Yoshihara, A., Ichimura, K., Gomi, K., Akimitsu, K
Organizer
Environmental and Resource Genomics and Life Sciences
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[Presentation] Functional analysis of rice phosphoglucose isomerase by a point mutagenesis2023
Author(s)
Takezaki, M., Ejima, S., Mochizuki, S., Kano, A., Fukumoto, T., Ichimura, K., Gomi, K., Izumori, K., Akimitsu, K
Organizer
Environmental and Resource Genomics and Life Sciences
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[Presentation] Functional analysis of the N-terminal region of rice G6PDH12023
Author(s)
Ura, S., Hagihara, K., Ohtani, N., Aki, A., Kano, A., Fukumoto, T., Ohtani, K., Ichimura, K, Yoshihara, A., Izumori, K., Akimitsu, K. and Mochizuki, S.
Organizer
Environmental and Resource Genomics and Life Sciences
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[Presentation] 希少糖の植物への作用 (61)：各種希少リン酸糖の生産に向けた希少糖代謝関連酵素の酵素学的諸性質及び反応条件の検討2022
Author(s)
島村祐成, 松平一志, 江島早紀, 森口晃希, 加野彰人, 佐藤正資, 何森健, 望月進, 吉原明秀, 市村和也, 五味剣二, 秋光和也
Organizer
令和 4 年度日本植物病理学会関西部会
