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二段階過程による植物細胞壁多糖の合成・分解

研究課題

研究課題/領域番号 08454260
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物生理
研究機関大阪市立大学

研究代表者

保尊 隆享  大阪市立大学, 理学部, 助教授 (70135771)

研究分担者 若林 和幸  大阪市立大学, 理学部, 講師 (10220831)
神阪 盛一郎  大阪市立大学, 理学部, 教授 (60047214)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
1998年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1997年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1996年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワード細胞壁 / (1→3),(1→4)-β-グルカン / キシログルカン / イネ幼葉鞘 / アズキ上胚軸 / 環境シグナル / アポプラスト / 成長調節 / 重力 / 光 / 成長 / イネ / 幼葉鞘 / エキソグルカナーゼ / エンドグルカナーゼ / 単子葉イネ科植物 / アズキ / エンド型転移酵素
研究概要

本研究の目的は、植物の成長調節において中心的な役割を果たしている細胞壁多糖が中間多糖を経由して分解されるという仮説を実証することにあった。本研究の結果、キシログルカン並びに(1→3),(1→4)-β-D-グルカンについて二段階分解過程が確認され、各過程に関与する細胞壁酵素の性質が明らかになった。また、各酵素の活性が光や重力などの環境シグナルによって調節されることも明らかにできた。
1. 粗細胞壁タンパク質画分を用いたin vitroアッセイにより、主要なマトリックス多糖であるキシログルカン並びに(1→3),(1→4)-β-D-グルカンが、分子量数万あるいは10万の中間的な大きさの産物を経由する二段階過程により分解されることが確認された。
2. アズキ上胚軸細胞壁より、キシログルカンの二段階分解過程に関与する酵素を抽出、精製した。第一段階の酵素は構造上はエンド型キシログルカン転移酵素の仲間であるが、全くあるいは特殊な条件を除いて転移活性を示さず、分子量数万単位での加水分解作用のみを示した。第二段階の分解のきっかけとなるα-フコシダーゼも精製された。
3. イネ幼葉鞘細胞壁より、(1→3),(1→4)-β-D-グルカンの二段階分解過程に関与する酵素を抽出、精製した。分解の第一段階は約20kDaのエンドグルカナーゼにより、また第二段階は約58kDaの大きさのエキソグルカナーゼによってなされる。
4. 光や重力は、キシログルカン分解酵素あるいはエキソグルカナーゼの活性を低下させて両多糖の分解を阻害し、その結果細胞壁を固くして植物の芽ばえの成長を抑制する。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Tabuchi,A.: "Purification of xyloglucan hydrolase/endotransferase from cell walls of azuki bean epicotyls." Plant and Cell Physiology. 38・6. 653-658 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoson,T.: "Apoplast as the site of response to environmental signals." Journal of Plant Research. 111・1. 167-177 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chen,L.: "Suppression of (1→3),(1→4)-β-D-glucan turnover during light-induced inhibition of rice coleoptile growth." Journal of Plant Research. 112・1印刷中. 印刷中 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Soga,K.: "Inhibition of growth of azuki bean and maize seedlings by hypergravity." Journal of the Japan Society of Microgravity Application. 16印刷中. 印刷中 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Soga,K.: "Hypergravity increases the molecular mass of xyloglucans by decreasing xyloglucan-degrading activity in azuki bean epicotyls." Plant and Cell Physiology. 40印刷中. 印刷中 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chen,L.: "Breakdown.of.(1→3),(1→4)-β-D-glucans during development of rice coleoptiles in air and under water." Journal of Plant Physiology.印刷中. 印刷中 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 保尊隆享(今関・柴岡編): "植物ホルモンと細胞の形" 学会出版センター, 190 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tabuchi, A.et al.: "Purification of xyloglucan hydrolase/endotransferase from cell walls of azuki bean epicotyls" Plant Cell Physiol.38. 653-658 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoson, T.: "Apoplast as the site of response to environmental signals" J.Plant Res.111. 167-177 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chen, L.et al.: "Suppression of (1*3), (1*4)-beta-D-glucan turnover during light-induced inhibition of rice coleoptile growth" J.Plant Res.112 (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Soga, K.et al.: "Inhibition of growth of azuki bean and maize seedlings by hypergravity" J.Jpn Soc.Microgravity Appl.(in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Soga, K.et al.: "Hypergravity increases the molecular mass of xyloglucans by decreasing xyloglucan-degrading activity in azuki bean epicotyls" Plant Cell Physiol.40 (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chen, L.et al.: "Breakdown of (1*3), (1*4)-beta-D-glucans during development of rice coleoptiles in air and under water" J.Plant Physiol.(in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoson,T.: "Apoplast as the site of response to environmental signals." Journal of Plant Research. 111・1. 167-177 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Chen,L.: "Suppression of (1→3),(1→4)-β-D-glucan turnover during light-induced inhibition of rice coleoptile growth." Journal of Plant Research. 112・1(印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Soga,K.: "Inhibition of growth of azuki bean and maize seedlings by hypergravity." Journal of the Japan Society of Microgravity Application. 16(印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Soga,K.: "Hypergravity increases the molecular mass of xyloglucans by decreasing xyloglucan-degrading activity in azuki bean epicotyls." Plant and Cell Physiology. 40(印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Chen,L.: "Breakdown of (1→3),(1→4)-β-D-glucans during development of rice coleoptiles in air and under water." Journal of Plant Physiology. (印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 保尊隆享(今関・柴岡編): "植物ホルモンと細胞の形" 学会出版センター, 190 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Tabuchi,A.: "Purification of xyloglucan hydrolase/endotransferase from cell walls of azuki bean epicotyls." Plant and Cell Physiology. 38・6. 653-658 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Hoson,T.: "Apoplast as the site of response to environmental signals." Journal of Plant Research. 111・1(印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 保尊隆享(今関・柴岡編): "植物ホルモンと細胞の形" 学会出版センター, 190 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Hoson, T.: "Effects of hypergravity on growth and cell wall properties of cress hypocotyls." J. Expt. Bot.47. 513-518 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Tabuchi, A.: "Purification of xyloglucan hydrolase/endotransferase from cell walls of azuki bean epicotyls." Plant Cell Physiol.38(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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