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糖鎖代謝関連酵素の遺伝子発現制御を通した植物遊離型糖鎖の機能解明と応用利用

研究課題

研究課題/領域番号 17K08197
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 応用分子細胞生物学
研究機関岡山大学

研究代表者

木村 吉伸  岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (70195387)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード遊離N-グリカン / PNGase / ENGase / 発現制御 / 過剰発現 / ERAD / 遊離N-グリカン(FNG) / 過剰発現株 / 発現抑制株 / acidic PNGase / cytosolic PNGase / 発現抑制 / Arabidopsis thaliana / Micro Tom / 糖鎖生物学 / 糖鎖機能 / 糖鎖工学
研究成果の概要

分化成長中の植物組織には,遊離N-グリカン(Free N-glycan, FNG)がμM濃度で存在する。これらFNGには,小胞体関連分解においてミスフォールド糖タンパク質から生じるFNGと,機能不全糖タンパク質の分解過程で生じるFNGの2種類がある。本申請課題では,FNG生成に関与する酵素群の遺伝子発現制御を通して,① FNGの植物の分化・成長に関わる生理機能を実証するとともに,② その機能の植物成長(或いは果実熟成)制御への応用を目的とした基盤技術開発を推進した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題は,植物に遍在する遊離型糖鎖の植物分化・成長に関わる生理機能の証明と利用に焦点を当てている点が学術的な特色であり,仮説が実証されれば,21世紀の食料生産を支える新たなアグリテクノロジーの確立につながる意義がある。本研究成果において,分化成長中の植物に遍在する遊離型糖鎖(遊離N-グリカン,FNGs)の生成に関わる3種酵素(cPNGase,aPNGase,ENGase)の発現制御株(発現抑制,過剰発現)を構築することで,PNGase/ENGase 非依存的な生成機構が存在することを明らかにするとともに,aPNGase過剰発現(T2株)により,FNGs増加と果実熟成促進傾向を確認した。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 10件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 12件)

  • [国際共同研究] ゲント大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ゲント大学/Prof. Els JM van Damme(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ウィーン大学/Prof. Richard Strasser(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ゲント大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and preliminary evaluation of neoglycopolymers carrying multivalent N-glycopeptide units.2020

    • 著者名/発表者名
      Takeda N, Maeda M, Itano S, Takase M, Kimura M, Kimura Y.
    • 雑誌名

      Int J Biol Macromol.

      巻: 147 ページ: 1294-1300

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2019.09.255

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Convenient preparation of an antigenic oligosaccharide from white kidney bean powder: A useful plant oligosaccharide for synthesis of immunoactive glycopolymer.2020

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Ogura M, Akamatsu M, Sugimoto K, Maeda M, Nitoda T, Nagasawa-Fujimori H, Yamashita H, Kimura Y.
    • 雑誌名

      Int J Biol Macromol.

      巻: 153 ページ: 1016-1023

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2019.10.231

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Plant complex type free N-glycans occur in tomato xylem sap2019

    • 著者名/発表者名
      Tusjimori, Y., Ogura, M., Rahman, MZ., Maeda, M., Kimura, Y.
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 83 号: 7 ページ: 1310-1314

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1608803

    • NAID

      120006840498

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of aPNGase-overexpressed tomato line (T2 generation): phenotype, PNGase activity and structural features of FNGs2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, C., Ogura, M., Matsumaru, C., Maeda, M., Kimura, Y
    • 雑誌名

      Glycoconjugate Journal

      巻: 36 ページ: 379-379

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural features of high-mannose type free N-glycans (FNGs) in A. thaliana mutant lines lacking in ERAD related proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Furuta,K., Maeda,M., 1, Strasser, R., and Kimura, Y
    • 雑誌名

      Glycoconjugate Journal

      巻: 36 ページ: 241-241

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural Features of FNGs and Salt Sensitivity of ENGase and ENGase/cPNGase knockout Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Shirai, S., Uemura, R., Maeda, M., Misaki,R.,Fujiyama, K., and Kimura, Y.
    • 雑誌名

      Glycoconjugate Journal

      巻: 36 ページ: 379-379

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel assay system for acidic Peptide:N-glycanase (aPNGase) activity in crude plant extract.2018

    • 著者名/発表者名
      Uemura R, Ogura M, Matsumaru C, Akiyama T, Maeda M, Kimura Y.
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem.

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1172-1175

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1459464

    • NAID

      120006619340

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 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

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Occurrence of complex type free N-glycans with a single GlcNAc residue at the reducing termini in the fresh-water plant, Egeria densa2017

    • 著者名/発表者名
      Maeda Megumi、Ebara Natsuki、Tani Misato、Vavricka Christopher J.、Kimura Yoshinobu
    • 雑誌名

      Glycoconj. J.

      巻: 34 号: 2 ページ: 1405-1408

    • DOI

      10.1007/s10719-016-9758-z

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Glycoform of a newly identified pollen allergen, Cha o 3, from Chamaecyparis obtusa (Japanese cypress, Hinoki)2017

    • 著者名/発表者名
      Osada Toshihiro、Maeda Megumi、Tanabe Chinatsu、Furuta Kaori、Vavricka Christopher J.、Sasaki Eiji、Okano Mitsuhiro、Kimura Yoshinobu
    • 雑誌名

      Carbohydr. Res.

      巻: 448 ページ: 18-23

    • DOI

      10.1016/j.carres.2017.05.005

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural feature of N-glycans of bamboo shoot glycoproteins: useful source of plant antigenic N-glycans2017

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Chinatsu、Furuta Kaori、Maeda Megumi、Kimura Yoshinobu
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 81 号: 7 ページ: 1405-1408

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1320519

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of Sulfo-Sialic Acid Analogues: Potent Neuraminidase Inhibitors in Regards to Anomeric Functionality2017

    • 著者名/発表者名
      Vavricka Christopher J.、Muto Chiaki、Hasunuma Tomohisa、Kimura Yoshinobu、Araki Michihiro、Wu Yan、Gao George F.、Ohrui Hiroshi、Izumi Minoru、Kiyota Hiromasa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 8239-8239

    • DOI

      10.1038/s41598-017-07836-y

    • NAID

      120006352247

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 新規人工糖鎖ポリマーによる植物複合型糖鎖結合タンパク質のスクリーニング2020

    • 著者名/発表者名
      田中創平,前田恵,木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第56回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 緑藻ミル Codium fragile 由来レクチン (CFL) のホモオリゴマー構造について2020

    • 著者名/発表者名
      八塚真悟,前田恵,木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第56回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 免疫活性測定を目的としたイモ類に含まれる貯蔵タンパク質の糖鎖構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      蓮井泉保,木村吉伸,前田恵
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第56回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌 BL21(DE3)を用いたα-synuclein(AS)の多量発現と新たな精製法の確立2020

    • 著者名/発表者名
      小坂将太,前田恵,木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第56回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Structural Features of FNGs and Salt Sensitivity of ENGase and ENGase/cPNGase knockout Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Shirai, S., Uemura, R., Maeda, M., Misaki,R.,Fujiyama, K., and Kimura, Y.
    • 学会等名
      25th Internatuonal Symposium on Glycoconjugates, Milano, Italia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of aPNGase-overexpressed tomato line (T2 generation): phenotype, PNGase activity and structural features of FNGs2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, C., Ogura, M., Matsumaru, C., Maeda, M., Kimura, Y
    • 学会等名
      25th Internatuonal Symposium on Glycoconjugates, Milano, Italia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural features of high-mannose type free N-glycans (FNGs) in A. thaliana mutant lines lacking in ERAD related proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Furuta,K., Maeda,M., 1, Strasser, R., and Kimura, Y
    • 学会等名
      25th Internatuonal Symposium on Glycoconjugates, Milano, Italia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of suppressive function of dendritic cells by glycopolymers carrying multivalent plant antigenic N-glycans beraing Lewis a epitope2019

    • 著者名/発表者名
      Maeda,M., Tanabe, C., Tani, M., and Kimura, Y
    • 学会等名
      25th Internatuonal Symposium on Glycoconjugates, Milano, Italia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molcular characterization of peanut β-xylosidase active towards plant specific antigenic N-glycans2019

    • 著者名/発表者名
      Md Asaduzzaman, Maeda, M., and Kimura, Y
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Protein-folding promoting activity of free N-glycans occurring in plant and animal cells2018

    • 著者名/発表者名
      Katsube, M., Abe, Y., Maeda, M., Kimura, M., Ueda, T., Kimura, Y
    • 学会等名
      29th Joint Glycobiology Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Screening of nuclear/cytoplasmic soybean lectins with glycopolymers bearing multivalent N-glycans2018

    • 著者名/発表者名
      Maeda, M., Takase, M., Els J.M. van Damme., Kimura, Y
    • 学会等名
      29th Joint Glycobiology Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ルイスa抗原含有N-グリカンを多価に結合した糖鎖ポリマーの作製と細胞性免疫活性解析2018

    • 著者名/発表者名
      田邉 千夏, 前田 恵, 木村 吉伸
    • 学会等名
      日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物 ERAD 関連タンパク質を欠損した A. thaliana が産生する遊離N-グリカン(FNGs)の構造特性2018

    • 著者名/発表者名
      古田 佳織1, 前田 恵1, Strasser Richard2, 木村 吉伸
    • 学会等名
      日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 遊離N-グリカン及びキトオリゴ糖のタンパク質フォールディング促進活性及びアミロイド形成阻害活性2018

    • 著者名/発表者名
      勝部諒,阿部義人,平石綾香,前田恵,植田正,木村吉伸
    • 学会等名
      日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 新たな酸性PNGase 活性測定系の開発と応用利用2018

    • 著者名/発表者名
      小椋美夏子,山本千晴,上村亮太,前田恵,木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸性PNGase過剰発現トマト(T4世代)の PNGase活性と遊離糖鎖構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      小椋美夏子,前田恵,木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国第50回講演会(支部例会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Enzyme assay and free N-glycans structural analysis of acidic peptide:N-glycanase(aPNGase) candidate genes knockout plant.2017

    • 著者名/発表者名
      Uemura Ryota 1, Maeda Megumi 1, Akiyama Tsuyoshi 1, Misaki Ryo 2, Fujiyama Kazuhito 2, Kimura Yoshinobu
    • 学会等名
      19th European Carbohydrate Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protein-folding promoting activity and amyloid-formation inhibitory activity of free N-glycans2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Katsube1, Yoshito Abe2, Maeda Megumi1, Tatsuya Tanaka1, Tadashi Ueda2, Yoshinobu Kimura1
    • 学会等名
      19th European Carbohydrate Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular characterization Solanum lycopersicum α1,3/4-fucosidase II ( -Fuc'ase Sl-II) involved in degradation of plant complex type N-glycan2017

    • 著者名/発表者名
      Yuta Tsujimori,1 Md. Ziaur Rahman, 1,2 Megumi Maeda,1 Md. Anowar Hossain,3 Yoshinobu Kimura1
    • 学会等名
      19th European Carbohydrate Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Significant decrease in the amount of GN1-type free N-glycans in ER- -mannosidase knocked-out A. thaliana2017

    • 著者名/発表者名
      Kaori Furuta, Megumi Maeda,Richard Strasser, Yoshinobu Kimura
    • 学会等名
      12th Carbohydrate Bioengineering Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Glycoform of a newly found pollen allergen, Chao3, from Chamaecyparis obtusa (Japanese cypress, Hinoki)2017

    • 著者名/発表者名
      Chinatsu Tanabe 1, Megumi Maeda 1, Toshihiko Osada2, Eiji Sasaki2, Mitsuhiro Okano3, Yoshinobu Kimura1
    • 学会等名
      12th Carbohydrate Bioengineering Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accumulation of GN1-type plant complex type free N-glycans in α1,3/4-fucosidase knockout mutant of A. thaliana2017

    • 著者名/発表者名
      Megumi Maeda, Shun Takata, Tsuyoshi Ishimizu, Els JM Van Damme, Yoshinobu Kimura
    • 学会等名
      12th Carbohydrate Bioengineering Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遊離N-グリカンのタンパク質フォールディング促進活性とアミロイド形成阻害活性2017

    • 著者名/発表者名
      勝部諒,阿部義人,前田恵, 田中達也,植田正,木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸性ペプチド:N-グリカナーゼ遺伝子を完全にノックアウトしたArabidopsis thaliana 中のPNGase 活性と遊離N-グリカンの行動特性2017

    • 著者名/発表者名
      上村亮太,前田恵,秋山剛,三崎亮,藤山和仁,木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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