海藻細胞壁多糖フコイダンの生合成メカニズムの解明研究

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K07944
• 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: 水圏生命科学
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 小西 照子 琉球大学, 農学部, 教授 (30433098)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 細胞壁 / 糖ヌクレオチド / フコイダン / GDP-フコース / 海藻

研究成果の概要

これまで全く明らかにされてこなかった海藻の細胞壁多糖の生合成メカニズムを解
明することを目指し、フコイダンの生合成について研究を行った。中でもフコイダンの基質であるGDP-フコースの生合成について研究を行った。オキナワモズクのゲノム解読で明らかになったGDP-フコース生合成に関与する酵素のGDP-mannose-4,6-dehydratase、GDP-fucose synthase、およびFucokinase/GDP-fucose pyrophosphorylaseの3つの酵素の候補遺伝子をオキナワモズクより単離し、大腸菌による組換え酵素の作成及び活性試験を行い、酵素特性を解析した。

自由記述の分野

海藻多糖

研究成果の学術的意義や社会的意義

海藻の細胞壁多糖についてはその構造や種類についての報告はあるものの、生合成のメカニズムなど生理学的な知見は皆無である。そのため、海藻の細胞壁多糖が細胞内でどのような酵素によりどのように合成されているのかはほとんど解明されていない。また海藻、特に褐藻類のタンパク質の抽出方法が確立されていないことから生化学的データが少なく、細胞壁生合成にかんしては遺伝子解析結果をもとにした推察の域を超えない。本研究ではゲノム情報から得られた遺伝子情報をもとに遺伝子を単離し、細胞壁多糖の生合成に関与する酵素遺伝子の同定に成功した。この成果は、海藻の細胞壁合成研究における生化学的手法の知見として初めてのものである。