高等植物細胞壁のアラビノガラクタン－プロテインの糖鎖構造と機能

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23570048
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 円谷 陽一 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10142233)
• Keywords: 植物細胞壁 / 細胞壁多糖 / アラビノガラクタン-プロテイン / ガラクタナーゼ / エノキタケ / ダイコン

Research Abstract

植物の細胞壁は主にセルロースと各種の多糖（ペクチン、ヘミセルロース）ならびにアラビノガラクタン-プロテイン（AGP）と呼ばれる糖タンパク質で構成される。本研究ではAGPの糖鎖に着目し、糖鎖を特異的に分解する酵素の探索、酵素遺伝子のクローニング、酵素によるAGP糖鎖の断片化と構造解析、得られたオリゴ糖の生理機能解析を目指した。申請者達はAGP糖鎖の特異的分解酵素（特定の糖鎖配列を認識して分解する酵素）として、既にエキソ-β-1,3-ガラクタナーゼとエンド-β-1,6-ガラクタナーゼを見出している。
平成23年度はエンド-β-1,3-ガラクタナーゼの探索を行い、エノキタケ培養液から各種クロマトグラフィーで酵素を精製した。精製酵素のＮ末端アミノ酸配列を調べ、その配列をもとにcDNAを単離した。酵素の基質特異性などの性質を調べ、その成果を発表した（Kotake et al., Journal of Biological Chemistry, 286巻, 2011年）。
平成24年度はAGP糖鎖の特異的分解酵素として、今までに知られていないAGP分解酵素活性を探索した。平成25年度も継続したが良好な結果は得られていない。ケンブリッジ大学のDupree教授と共同で、今までに見出した各種AGP分解酵素を用いてアラビドプシス葉のAGPの断片化とその構造解析を行った。得られたオリゴ糖の構造を調べAGP糖鎖の構造モデルを構築した(Tryfona et al., Plant Physiology, 160巻, 2012年）。
平成25年度はダイコン成根AGPの糖鎖構造解析を行い、L-アラビノースが多様な結合でAGP糖鎖を構築していることを明らかにした（Shimoda et al., Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, in press）。

Research Products

• [Journal Article] Enzymatic fragmentation of carbohydrate moieties of radish arabinogalactan-protein and elucidation of the structures (2014)
  • Author(s): R. Shimoda, K. Okabe, T. Kotake, K. Matsuoka, T. Koyama, T. Tryfona, H.-C. Liang, P. Dupree, Y. Tsumuraya
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry Volume: ７８ Pages: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] β-Galactosyl Yariv reagent binds to the β-1,3-galactan of arabinogalactan proteins (2013)
  • Author(s): K. Kitazawa, T. Tryfona, Y. Yoshimi, Y. Hayashi, S. Kawauchi, L. Antonov, H. Tanaka, T. Takahashi, S. Kaneko, P. Dupree, Y. Tsumuraya, T. Kotake
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 161 Pages: 1117-1126
  • DOI: 10.1104/pp.112.211722
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biosynthesis of the carbohydrate moieties of arabinogalactan proteins by membrane-bound β-glucuronosyltransferases from radish primary roots (2013)
  • Author(s): M. Endo, T. Kotake, Y. Watanabe, K. Kimura, Y. Tsumuraya
  • Journal Title: Planta Volume: 238 Pages: 1157-1169
  • DOI: 10.1007/s00425-013-1959-0
  • Peer Reviewed
• [Presentation] エノキタケ由来のコアタンパク質分解酵素の精製 (2014)
  • Author(s): 吉見圭永、菅原優美、金子哲、五十嵐圭日子、小竹敬久、円谷陽一
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 富山（富山大学）
  • Year and Date: 20140318-20140320
• [Presentation] カラマツアラビノガラクタンにおけるβ-ヤリブ試薬の特異的相互作用部位 (2014)
  • Author(s): 佐藤一樹、北澤仁成、吉見圭永、小竹敬久、円谷陽一
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 富山（富山大学）
  • Year and Date: 20140318-20140320
• [Presentation] Specific interaction of β-galactosyl Yariv reagent with β-1,3-galactan (2013)
  • Author(s): T. Kotake, K. Kitazawa, T. Tryfona, Y. Yoshimi, S. Kaneko, P. Dupree, Y. Tsumuraya
  • Organizer: XI Cell Wall Meeting
  • Place of Presentation: Nantes, France
  • Year and Date: 20130707-20130712
• [Book] 植物細胞壁多糖 (2013)
  • Author(s): 分担執筆、西谷和彦、梅澤俊明 編集
  • Total Pages: 349
  • Publisher: 講談社
• [Remarks] 生体物質研究室
  • URL: http://www.molbiol.saitama-u.ac.jp/bussitsu/index_j.html
• [Remarks] 埼玉大学 理学部 分子生物学科
  • URL: http://www.molbiol.saitama-u.ac.jp/index.html