植物細胞壁ペクチンの分子ネットワーク形成に関与するアピオース転移酵素の同定

• 研究課題/領域番号: 15K07016
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 石水 毅 立命館大学, 生命科学部, 准教授 (30314355)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 植物 / 細胞壁 / 多糖 / ペクチン / 糖転移酵素 / 糖ヌクレオチド / アピオース / 酵素 / 糖鎖

研究成果の概要

UDP-アピオースは不安定（pH8.0、25℃で半減期32秒）で、これまでに単離例はなかった。本研究では、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、UDP-アピオースの半減期が39時間（pH6.0、25℃）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。またバイオインフォマティクスにより、ペクチンラムノガラクツロナンII：アピオース転移酵素の候補遺伝子を選抜した。そのリコンビナントタンパク質にアピオース転移酵素活性を見出し、当該遺伝子を同定した。

研究成果

• [雑誌論文] Degradation pathway of plant complex-type N-glycans: identification and characterization of a key α1,3-fucosidase from glycoside hydrolase family 29. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kato S, Hayashi M, Kitagawa M, Kajiura H, Maeda M, Kimura Y, Igarashi K, Kasahara M, Ishimizu T.
  • 雑誌名: Biochem J. 巻: 475 号: 1 ページ: 305-317
  • DOI: 10.1042/bcj20170106
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular characterization of second tomato α1,3/4-fucosidase (α-Fuc'ase Sl-2), a member of glycosyl hydrolase family 29 active toward the core α1,3-fucosyl residue in plant N-glycans. (2018)
  • 著者名/発表者名: Rahman Z, Tsujimori Y, Maeda M, Hossain A, Ishimizu T, Kimura Y.
  • 雑誌名: J Biochem. 巻: 印刷中 号: 1 ページ: 53-63
  • DOI: 10.1093/jb/mvy029
  • NAID: 40021625325
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Biochemical characterization of rhamnosyltransferase involved in biosynthesis of pectic rhamnogalacturonan I in plant cell wall (2017)
  • 著者名/発表者名: Uehara Y, Tamura S, Maki Y, Yagyu K, Mizoguchi T, Tamiaki H, Imai T, Ishii T, Ohashi T, Fujiyama K, Ishimizu T
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 486 号: 1 ページ: 130-136
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.03.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular characterization of tomato α1,3/4-fucosidase, a member of glycosyl hydrolase family 29, involved in degradation of plant complex type N-glycans. (2017)
  • 著者名/発表者名: Rahman, M.D., Maeda, M., Itano, S., Hossain, M.A., Ishimizu, T., Kimura, Y.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 161 ページ: 421-432
  • DOI: 10.1093/jb/mvw089
  • NAID: 40021219805
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A polygalacturonase localized in the Golgi apparatus in Pisum sativum (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohashi T, Jinno J, Inoue Y, Ito S, Fujiyama K, Ishimizu T
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 印刷中 号: 3 ページ: 193-201
  • DOI: 10.1093/jb/mvx014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] cis-ヒノキレジノール合成酵素による酵素反応の分子機構解明に 向けたβサブユニットのX線結晶構造解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 東篤志、坂直樹、鈴木史朗、山村正臣、石水毅、三上文三、梅澤俊明
  • 学会等名: 第68回日本木材学会大会
• [学会発表] 脂質変換大腸菌による細胞壁生合成関連酵素の発現 (2018)
  • 著者名/発表者名: 今井友也、中島啓介、石水毅
  • 学会等名: 第68回日本木材学会大会
• [学会発表] 植物細胞壁ペクチン成分ラムノガラクツロナンIの生合成に関与するラムノース転移酵素の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤耕平, 竹中悠人,鶴浜和奈,柳生健太,竹田篤史,國枝正,西村いくこ,小川(大西)真理,松林嘉克,石水毅
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会 2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都府、京都市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] Accumulation of GN1-type plant complex type free N-glycans in α1,3/4-fucosidase knockout mutant of A. thaliana (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Maeda, S. Takata, T. Ishimizu, E.J.M. Van Damme, Y. Kimura
  • 学会等名: 12th Carbohydrate Bioengineering Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 植物細胞壁ペクチン成分ラムノガラクツロナンIの生合成に関与するラムノース転移酵素遺伝子の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤耕平、竹中悠人、小川(大西)真理、鶴浜和奈、柳生健太、梶浦裕之、竹田篤史、黒羽剛、西谷和彦、國枝正、西村いくこ、松林嘉克、石水毅
  • 学会等名: 第36回日本糖質学会年会
• [学会発表] ペクチンラムノガラクツロナンIの生合成に関わるラムノース転移酵素 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石水毅
  • 学会等名: 植物糖鎖生物学ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] (Z)-ヒノキレジノール合成酵素βサブユニットのX線結晶構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 東篤志、坂直樹、鈴木史朗、山村正臣、石水毅、三上文三、梅澤俊明
  • 学会等名: 第62回リグニン討論会
• [学会発表] Discovery and biochemical characterization of rhamnosyltransferase involved in pectin biosynthesis in Arabidopsis thariana (2017)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Preparation of UDP-apiose, a donor substrate of a glycosyltransferase involved in pectin biosynthesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Tae Fujimori, Ryoko Matsuda, Mami Suzuki, Yuto Takenaka, Hiroyuki Kajiura, Yoichi Takeda, Takeshi Ishimizu
  • 学会等名: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Assays for glycosyltransferases involved in biosynthesis of pectic rhamnogalacturonan I in plant cell wall (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenta Yagyu, Yohei Uehara, Syunsuke Tamura, Naoki Matsumoto, Yuko Morii, Takeshi Isimizu
  • 学会等名: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 植物細胞壁のペクチンの生合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石水毅
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会 第43回近畿支部会
  • 招待講演
• [学会発表] 植物細胞壁ペクチン成分ラムノガラクツロナンIIの生合成に必要なUDP-アピオースの単離法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤森多恵、松田諒子、鈴木真未、武田陽一、石水毅
  • 学会等名: 第90回日本生化学会大会（2017年度生命科学系合同年次大会）
• [学会発表] 脂質変換大腸菌による真核生物由来膜タンパク質の大腸菌発現 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今井友也、中島啓介、石水毅
  • 学会等名: 第90回日本生化学会大会（2017年度生命科学系合同年次大会）
• [学会発表] キシログルカンに作用する植物α1,2-フコシダーゼに含まれる新規糖質結合モジュールの同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松廣拓真、上野皓輝、石水毅
  • 学会等名: 第35回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと（高知県、高知市）
  • 年月日: 2016-09-03
• [学会発表] 植物コンプレックス型糖鎖の分解経路α1,3-フコシダーゼの同定と解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤俊, 林めぐみ, 北川真衣, 前田恵, 木村吉伸,五十嵐圭日子, 笠原賢洋, 石水毅
  • 学会等名: 第35回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと（高知県、高知市）
  • 年月日: 2016-09-03
• [学会発表] 植物ゴルジ体局在キシラン：キシロース転移酵素複合体の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平岡誉登, 加藤大詞, 高田和拓, 大谷美沙都, 米田新, 出村拓, 石水毅
  • 学会等名: 第35回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと（高知県、高知市）
  • 年月日: 2016-09-02
• [学会発表] 植物ゴルジ体膜局在ペクチン生合成関連酵素複合体の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 髙田和拓、加藤大詞、平岡誉登、石水毅
  • 学会等名: 第35回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと（高知県、高知市）
  • 年月日: 2016-09-02
• [学会発表] Degradation pathway of plant complex-type N-glycans: Identification and characterization of α1,3-fucosidase (2016)
  • 著者名/発表者名: Kato, S., Hayashi, M., Kitagawa, M., Maeda, M., Kimura, Y., Igarashi, K., Kasahara, M. and Ishimizu, T.
  • 学会等名: 28th International Carbohydrate Symposium
  • 発表場所: ニューオリンズ（アメリカ）
  • 年月日: 2016-07-19
  • 国際学会
• [学会発表] 植物細胞壁ペクチンの生合成に必要なUDP-アピオースの単離法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松田諒子、鈴木真未、石水毅
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 植物ゴルジ体膜局在ペクチン合成酵素複合体の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高田和拓、加藤大詞、平岡誉登、石水毅
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 植物細胞壁ペクチンの生合成に関与するガラクトース転移酵素の生化学的解析と超活性化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松本直樹、上原洋平、田村峻佑、高田和拓、柳生健太、石水毅
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 植物N型糖鎖分解に関与するシロイヌナズナ液胞α-マンノシダーゼの同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川原悠太郎、石水毅
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] α1,3/4-フコシダーゼ欠損 Arabidopsis thalianaに存在する遊離糖鎖の構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 前田恵，髙田駿，石水毅，木村吉伸
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国第44回講演会
  • 発表場所: 岡山県立大学（岡山県総社市）
  • 年月日: 2016-01-23
• [学会発表] 植物細胞壁ペクチン由来ラムノガラクツロナンIの生合成酵素の活性測定法構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田村峻佑、上原洋平、松本直樹、牧祐介、溝口忠、民秋均、石水毅
  • 学会等名: 第88回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] 植物細胞壁ペクチンの生合成に関与するガラクトース転移酵素の基質特異性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松本直樹、上原洋平、田村峻佑、石水毅
  • 学会等名: 第88回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 植物細胞にゴルジ体局在膜結合型ポリガラクツロナーゼが存在する (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上嘉之、神野淳、大橋貴生、藤山和仁、石水毅
  • 学会等名: 第34回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-08-01
• [学会発表] 植物細胞壁多糖ラムノガラクツロナンI由来のオリゴ糖調製とラムノガラクツロナンI生合成酵素活性測定法構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田村峻佑, 上原洋平, 松本直樹, 牧祐介, 溝口正, 民秋均, 石水毅
  • 学会等名: 第34回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-08-01
• [学会発表] 植物細胞壁多糖ラムノガラクツロナンI生合成に関与するガラクトース転移酵素の活性測定法構築と生化学的解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松本直樹、上原洋平、田村峻佑、石水毅
  • 学会等名: 第34回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-08-01
• [学会発表] Analysis of protein complexes containing glycosyltransferases in plant cell (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Takada, Hirotsugu Kato and Takeshi Ishimizu
  • 学会等名: 第11回化学的にプログラムされた合成色素類の超分子ナノ科学
  • 発表場所: 立命館大学（滋賀県草津市）
  • 年月日: 2015-05-30
  • 国際学会
• [学会発表] 植物細胞壁生合成に必要なUDP-アピオースの調製法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松田諒子，鈴木真未, 石水毅
  • 学会等名: 第62回日本生化学会近畿支部例会
  • 発表場所: 立命館大学（滋賀県草津市）
  • 年月日: 2015-05-16
• [学会発表] 植物細胞壁ペクチンの生合成に関与するガラクトース転移酵素の生化学的解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松本直樹，上原洋平，田村峻佑，石水毅
  • 学会等名: 第62回日本生化学会近畿支部例会
  • 発表場所: 立命館大学（滋賀県草津市）
  • 年月日: 2015-05-16
• [学会発表] 植物細胞壁ペクチン由来ラムノガラクツロナンI（RG-I）オリゴ糖の調製とRG-I生合成酵素の活性測定法の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田村峻佑, 上原洋平, 松本直樹, 溝口正, 民秋均, 石水毅
  • 学会等名: 第62回日本生化学会近畿支部例会
  • 発表場所: 立命館大学（滋賀県草津市）
  • 年月日: 2015-05-16
• [学会発表] エンド-β-マンノシダーゼ研究の展開と糖鎖構造解析支援プログラムの作成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷純宏、石水毅、長束俊治
  • 学会等名: エンド型グリコシダーゼから糖鎖科学を展望する
  • 発表場所: 弘前大学（青森県弘前市）
  • 年月日: 2015-04-21
  • 招待講演
• [図書] 植物細胞壁実験法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石井忠、石水毅、梅澤俊明、加藤陽治、岸本崇生、小西照子、松永俊朗 編著
  • 総ページ数: 404
  • 出版者: 弘前大学出版会
• [備考] 立命館大学生命科学部石水研ホームページ
  • URL: http://www.ismz.sk.ritsumei.ac.jp/
• [備考] 立命館大学生命科学部生物工学科
  • URL: http://www.ismz.sk.ritsumei.ac.jp/
• [備考] 立命館大学生命科学部生物工学科石水研HP
  • URL: http://www.ismz.sk.ritsumei.ac.jp/