2023 Fiscal Year Annual Research Report
糖転移酵素変異株を用いた植物におけるアラビノガラクタンプロテインの新規機能探索
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21K20653
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大西 真理 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (50377793)
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2021-08-30 – 2024-03-31
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| Keywords | アラビノガラクタンプロテイン / 原形質連絡 / 細胞壁 / 糖転移酵素 / 糖鎖 / 気孔 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植物の生育・生殖プロセスに重要である植物特有のプロテオグリカンファミリーであるアラビノガラクタンプロテイン(Arabinogalactan protein :AGP)の新規機能の解明を目指した。AGPは分子数が多く重複性が高いため機能解析が困難である。また、AGPは枝分かれした複雑で非常に分子量が大きな糖鎖を有しており、この糖鎖が生理活性に重要であることが知られている。そのため、全てのAGPの変異株を作製することは不可能であるが、この糖鎖修飾を抑制することで全てのAGPが機能しない状態にすることが可能になる。本研究で用いた糖鎖修飾の第一段階を担う糖転移酵素群Hydroxyproline O-galactosyltransferases (HPGT1, HPGT2, HPGT3)の三重変異株hpgt1,2,3は、まさにこの全てのAGPの機能が抑制された状態であり、hpgt1,2,3三重変異株ではAGPが重要な働きをしている部分において何らかの表現型が現れると考えられた。hpgt1,2,3三重変異株の表現型探索により、気孔のクラスター化の促進・シンプラスト輸送の増加・原形質連絡の構造の複雑化が明らかとなり、原形質連絡の正常な生合成にAGPが重要であることを示した。また、三重変異株の細胞壁ではセルロース割合の減少と、細胞壁の可塑性を制御するペクチンの割合が増加しており、AGP糖鎖がこの細胞壁特性の定常性を担っていることが示唆された。また、AGPの分子機能の解明のため、hpgt1,2,3三重変異株に対してAGPの投与を行い、リン酸化プロテオミクスを用いてAGP投与の有無でリン酸化状態が変化するタンパク質の探索を試みた。今後は再現性を確認しつつ、AGPに関わる因子の同定をしていく予定である。
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