• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

遊離N-グリカンのシグナル分子機能の解明と植物の分化・生長制御技術への応用利用

研究課題

研究課題/領域番号 20K05959
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38060:応用分子細胞生物学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

木村 吉伸  岡山大学, 環境生命自然科学研究科, 特命教授 (70195387)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード遊離N-グリカン / 糖鎖機能 / 植物糖タンパク質 / ENGase / 酸性PNGase / 中性 PNGase / cPNGase / 小胞体関連分解(ERAD) / aPNGase / Arabidopsis thaliana / ゲノム編集 / PNGase / タンパク質フォールディング / オーキシン / 細胞質PNGase / 酸性aPNGase / 酸性aPNGase) / ENGase) / free N-glycan / plant oligosaccharide
研究開始時の研究の概要

分化成長中の植物組織には,遊離N-グリカン(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(抑制と過剰発現)の構築を継続するとともに,FNGsをリガンドとするレクチン様受容体キナーゼ及びFNGsに親和性を有する細胞質/核内レクチンの同定・機能解析を行うことで, 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 FNG 機能を植物成長(或いは果実熟成)制御へ応用するための基盤技術開発を行う。

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株(抑制と過剰発現)の構築を行うとともに,FNGsをリガンドとするレクチン様受容体キナーゼ及びFNGsに親和性を有する細胞質/核内レクチンの同定を行うことで, (1) FNGの植物の分化・成長に関わる生理機能を実証し,(2) FNG 機能を植物成長制御へ応用する基盤技術開発を目的とした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物細胞内あるいは細胞外空間に存在が確認されている遊離N-グリカン(FNGs) の生物学的意義,あるいは生理機能に注目して研究展開を行っている例は殆どない。申請者は これまでに,分化成長中の植物にμモル濃度でFNGs が存在することを見いだし,それらFNGsの構造特性解析や FNGs 生成酵素の機能特性,遺伝子発現解析等を通して,植物の分化成長に関わるFNGs の生理機能を想定・提唱し,それらの機能解明を目指した研究を展開してきた。FNGs の機能解明を目指す研究そのものに学術的独自性と創造性があり,それらの潜在機能を植物生長の制御技術開発に応用展開することは社会的意義にも繋がると考える。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] 遊離<i>N</i>-グリカンのタンパク質フォールディング誘導活性とアミロイド凝集抑制活性2023

    • 著者名/発表者名
      KIMURA Yoshinobu
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 61 号: 2 ページ: 64-77

    • DOI

      10.1271/kagakutoseibutsu.61.64

    • ISSN
      0453-073X, 1883-6852
    • 年月日
      2023-02-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 遊離N-グリカンのタンパク質フォールディング誘導活性とアミロイド凝集抑制活性2023

    • 著者名/発表者名
      木村吉伸
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 61 ページ: 64-77

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural features of free N-glycans in α1,3/4-fucosidase-deficient Arabidopsis thaliana: deletion of α1,3/4-fucosidase activity induced accumulation of plant complex type GN1 free N-glycans2022

    • 著者名/発表者名
      Shun Takata, Megumi Hayashi, Megumi Maeda, Takeshi Ishimizu, Yoshinobu Kimura
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.,

      巻: 86 号: 10 ページ: 1413-1416

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac120

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of Tomato Plants with Suppressed Endo-β-N-acetylglucosaminidase Activity Using CRISPR-Cas9 Mediated Genome Editing.2022

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, N., Maeda, M., Yamamoto, C., Kodama, R., Sugimoto, K., Shinozaki, Y., Ezura, H., and Kimura, Y
    • 雑誌名

      Plant Physiol. Biochem.,

      巻: 190 ページ: 203-211

    • DOI

      10.1016/j.plaphy.2022.08.009

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved Method for Preparation and Purification of Recombinant α-synuclein: High-mannose-type Free N-glycan 24 Prepared from an Edible Bean (Vigna angulari, Azuki bean) Inhibits α-synuclein Aggregation.2022

    • 著者名/発表者名
      Kosaka, S., Katsube, M., Maeda, M., and Kimura, Y.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 86 号: 6 ページ: 770-774

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac040

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct evidence of cytosolic PNGase activity in Arabidopsis thaliana: in vitro assay system for plant cPNGase activity2021

    • 著者名/発表者名
      Sahoko Shirai, Ryota Uemura, Megumi Maeda, Hiroyuki Kajiura, Ryo Misaki, Kazuhito Fujiyama, and Yoshinobu Kimur
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 85 号: 6 ページ: 1460-1463

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab047

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved assay system for acidic peptide: N-glycanase (aPNGase) activity in plant extracts.2021

    • 著者名/発表者名
      Chiharu Yamamoto, Mikako Ogura, Ryota Uemura, Maeda Megumi, Hiroyuki Kajiura, Ryo Misaki, Kazuhito Fujiyama, Yoshinobu Kimura
    • 雑誌名

      Analytical Biochemistry

      巻: 634 ページ: 11436-11436

    • DOI

      10.1016/j.ab.2021.114367

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purification, Characterization, and Gene Expression of Rice Endo-β-N-Acetylglucosaminidase, Endo-Os2021

    • 著者名/発表者名
      Megumi Maeda1, Naoko Okamoto1, Norie Araki and Yoshinobu Kimura
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 12 ページ: 647684-647684

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.647684

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cytosolic free N-glycans are retro-transported into the ER in plant cells2021

    • 著者名/発表者名
      Makoto Katsube, Natsuki Ebara, Megumi Maeda, and Yoshinobu Kimura
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.610124

    • 関連する報告書
      2020 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] Purification and molecular characterization of a truncated-type Ara h 1, a major peanut allergen: oligomer structure, antigenicity, and glycoform2021

    • 著者名/発表者名
      Asaduzzaman Md, Megumi Maeda, Teruaki Matsui, Yoshihiro Takasato, Komei Ito, and Yoshinobu Kimura
    • 雑誌名

      Glycoconjugate Journal

      巻: 38 号: 1 ページ: 67-76

    • DOI

      10.1007/s10719-020-09969-1

    • 関連する報告書
      2020 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] 酸性及び細胞質ペプチド:N-グリカナーゼ二重欠損 A. thaliana 遊離 N-グリカン構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      奥村 陸,白井佐保子,三﨑 亮,梶浦裕之,藤山和仁,木村吉伸,前田 恵
    • 学会等名
      2023年度 日本農芸化学会 中四国支部・西日本支部合同大会(高知)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 植物糖鎖を多価結合したネオ複合糖質の自然免疫応答に及ぼす免疫活性解析2023

    • 著者名/発表者名
      板野紗月,沓野那緒,藤原美智子,加来田博貴,木村吉伸,前田恵
    • 学会等名
      2023年度 日本糖質学会年会(鳥取)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 単細胞紅藻ガルデリアが産生する糖タンパク質のN-グリカン構造2023

    • 著者名/発表者名
      古賀優子,周 柏峰,宮城島進也,木村吉伸,前田 恵
    • 学会等名
      2023年度 日本農芸化学会 中四国支部会(米子)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] β1,2-キシロース転移酵素とα1,3-フコース転移酵素を欠損したシロイヌナズナの遊離糖鎖構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      山本恭子,梶浦裕之,三﨑 亮,藤山和仁,木村吉伸,前田 恵
    • 学会等名
      2023年度 日本農芸化学会 中四国支部会(米子)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ENGase 欠損トマト果実を用いた植物 N-グリカンに結合するタンパク質の同定2023

    • 著者名/発表者名
      児玉怜央,木村吉伸,前田 恵
    • 学会等名
      2023年度 日本農芸化学会 中四国支部会(米子)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 遊離 N-グリカンとオーキシンとの相互作用2022

    • 著者名/発表者名
      堀口 星,前田 恵,木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸性 PNGase/細胞質 PNGase 欠損 Arabidopsis thaliana の遊離糖鎖構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      奥村 陸,白井佐保子,前田 恵,梶浦裕之,三﨑 亮,藤山和仁,木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物N-グリカンの腸内細菌増殖活性解析に向けた食用種子からの糖鎖多量調製2021

    • 著者名/発表者名
      荒木作彩,前田恵,笹田歩佳,山本 勇,木村万里子,木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲノム編集による酸性ペプチド:N-グリカナーゼ(aPNGase)完全欠損トマトの構築とaPNGase活性測定系の改良2021

    • 著者名/発表者名
      井口夢香, 山本千晴, 前田恵, 篠崎良仁, 杉本貢一, 江面浩, 木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲノム編集により構築したENGase欠損トマトのENGase活性および遊離N-グリカン構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      山本千晴, 前田恵, 篠崎良仁, 杉本貢一, 江面浩, 木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物細胞における遊離N-グリカン生成機構:PNGase/ENGase 欠損株,a-Fuc’ase欠損株に存在する 遊離N-グリカンの構造特性2021

    • 著者名/発表者名
      木村吉伸
    • 学会等名
      比較グライコーム研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物細胞質ペプチド:N-グリカナーゼ(cPNGase)のin vitroでの活性測定系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      白井佐保子,上村亮太,秋山剛,前田恵,梶浦裕之,三崎亮,藤山和仁,木村吉伸
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi