遊離アスパラギン結合型糖鎖の植物分化制御機能の解明と応用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21580414
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 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, 大学院・自然科学研究科, 教授 (70195387)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 植物タンパク質 / 遊離N-グリカン / ENGase(endo-β-N-acetyl glucosaminidase) / PNGase(Peptide : N-glycanase) / 遺伝子発現抑制 / トランスジェニック植物 / 糖鎖機能

研究概要

分化成長中の植物組織には,糖タンパク質から酵素的に遊離した糖鎖(N-グリカン)がマイクロ濃度存在する。その遊離糖鎖の機能を明らかにする研究の一端として,糖タンパク質から糖鎖を切り出す2種類の酵素(ENGase, PNGase)遺伝子について,それぞれの発現を抑制したトランスジェニック植物を作出した。酵素活性の消失に伴い遊離型糖鎖の構造特性に顕著な違いが観察され,変異導入植物は発芽後の成長には生育阻害は見られなかったものの,ある環境条件下においては,果実熟成過程に特徴的な差異が見られた。

研究成果

• [雑誌論文] Double Knockout of Putative Endo-β-N-acetylglucosaminidase(ENGase) genes in Arabidopsis thaliana : Loss of ENGase activity induced accumulation of high-mannose type free N-glycans bearing N, N'-acetylchitobiosyl unit (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Takeoka, Y., Maeda, M., Fujiyama, K.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 74 ページ: 1019-1021
• [雑誌論文] Purification and characterization of plantβ-xylosidase involved in turnover of plant complex-type N-glycans (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokouchi, D., Ono, N., Nakamura, K., and Kimura, Y.
  • 雑誌名: Glycoconjugate, J. 巻: 28 ページ: 316
• [雑誌論文] Changes of substrate specificity of plant ENGase(Endo-Os) by site-directed mutagenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, N., Maeda, M., Kimura, M., and Kimura, Y.
  • 雑誌名: Glycoconjugate, J. 巻: 28 ページ: 317
• [雑誌論文] Molecular characterization and expression analysis ofα-fucosidase from tomato fruits (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujishige, M., Ono, N., Nakamura, K., and Kimura, Y.
  • 雑誌名: Glycoconjugate, J. 巻: 28 ページ: 317
• [雑誌論文] A New Lectin from the Tuberous Rhizome of Kaempferia rotunda : Isolation, Characterization, Antibacterial and Antiproliferative Activities (2011)
  • 著者名/発表者名: Kabir S. R., Hossen, M. A., Zubair, M. A., Alom, M. J., Islam, M. F., Hossain, M. A., Kimura, Y.
  • 雑誌名: Protein Pept Lett. 巻: 18 ページ: 1140-1149
• [雑誌論文] Purification and Characterization of a Ca^<2+>-dependent novel lectin from nymphaea nouchali tuber with antiproliferative activities (2011)
  • 著者名/発表者名: Kabir SR, Zubair MA, Nurujjaman M, Haque MA, Hasan I, Islam MF, Hossain MT, Hossain MA, Rakib MA, Alam MT, Shaha RK, Hossain MT, Kimura Y, Absar N.
  • 雑誌名: Biosci Rep. 巻: 31 ページ: 465-475
• [雑誌論文] N-Glycans linked to glycoproteins in edible beans(Zatsu-mame): Natural resources for bioactive oligosaccharides (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimura, M., Hara, T., and Kimura, Y.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 74 ページ: 155-158
• [雑誌論文] Intracellular and extracellular free N-glycans produced by plant cells : Occurrence of unusual plant complex-type free N-glycans in extracellular spaces (2010)
  • 著者名/発表者名: Maeda, M, Mariko, K., and Kimura, Y.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 148 ページ: 681-692
• [雑誌論文] Molecular identification and characterization of an acidic peptide : N-glycanase(PNGase) from tomato fruits (2010)
  • 著者名/発表者名: Hossain, M. A., Nakano, R., Nakamura, K., and Kimura, Y.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 147 ページ: 157-165
• [雑誌論文] Molecular characterization of plant acidicα-mannosidase, a member of glycosylhydrolase family 38, involved in the turnover of N-glycans during tomato fruit ripening (2010)
  • 著者名/発表者名: Hossain, M. A., Nakano, R., Nakamura, K., Hossain, M. T., and Kimura, Y.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 148 ページ: 603-616
• [雑誌論文] Identification of a royal jelly glycoprotein that carries unique complex-type N-glycans harboring the T-antigen(Galβ1-3GalNAc) unit (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Nagai, H., Miyamoto, M., Kimura, M., and Yonekura, M.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 74 ページ: 2148-2150
• [雑誌論文] Molecular cloning and gene expression analysis of tomato endo-β-N-acetylglucosaminidase, an endoglycosidase involved in the production of high-mannose type free N-glycans during tomato fruit ripening (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K., Inoue, M., Nakano, R., Hosoi, K., and Kimura, Y.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 73 ページ: 461-464
• [雑誌論文] α-Mannosidase involved in turnover of plant complex type N-glycans in tomato fruits (2009)
  • 著者名/発表者名: Hossain, Md, A., Nakamura, K., and Kimura, Y
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 73 ページ: 140-146
• [雑誌論文] Predominant occurrence of truncated complex type N-glycans among glycoproteins in mature-red tomato (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K., Inoue, M., and Kimura, Y.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 73 ページ: 221-223
• [学会発表] Changes of substrate specificity of plant ENGase(Endo-Os) by site-directed mutagenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoko Okamoto, (Yoshinobu KIMURA)
  • 学会等名: International Symposium on Glycoconjugate XXI
  • 発表場所: Vienna(Austria)
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] Purification and characterization of plantβ-xylosidase involved in turnover of plant complex-type N-glycans (2011)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokouchi(Yoshinobu Kimura)
  • 学会等名: International Symposium on Glycoconjugate XXI
  • 発表場所: Vienna(Austria)
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] Molecular characterization and expression analysis ofα-fucosidase from tomato fruits (2011)
  • 著者名/発表者名: Makoto Fujishige(Yoshinobu Kimura)
  • 学会等名: International Symposium on Glycoconjugate XXI
  • 発表場所: Vienna(Austria)
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] Structural features and immunological activity of N-glycans of sea weed glycoprot eins (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeo Yoshiie(Yoshinobu Kimura)
  • 学会等名: International Symposium on Glycoconjugate XXI
  • 発表場所: Vienna(Austria)
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] 植物ERADで機能する糖鎖遺伝子の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 江原愛美(木村吉伸)
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第29回講演会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2011-01-22
• [学会発表] トマト複合型N-グリカンの代謝に関わるα-Fucosidaseの遺伝子同定と発現系構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤重誠(木村吉伸)
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第29回講演会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2011-01-22
• [学会発表] 植物エンドグリコシダーゼの糖転移活性と部位特異的変異導入による活性残基同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本尚子(木村吉伸)
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第29回講演会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2011-01-22
• [学会発表] 植物複合型N-グリカンの代謝に関わるβ-Xylosidaseの精製と発現系構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横内大輔(木村吉伸)
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第29回講演会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2011-01-22
• [学会発表] Molecular characterization and molecular modeling of plantα-mannosidase (2010)
  • 著者名/発表者名: Md. Anowar Hossain(木村吉伸)
  • 学会等名: 日本農芸化学会平成22年度中四国支部大会
  • 発表場所: 香川大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Molecular characterization of acidicα-mannosidase involved in turnover of glycoproteins in tomato(Lycopersicum esculentum) (2010)
  • 著者名/発表者名: Md. Anowar Hossain(Yoshinobu Kimura)
  • 学会等名: 25th International Carbohydrate Symposium
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] イネエンド-β-N-アセチルグルコサミニダーゼの糖転移酵素活性と変異体作成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本尚子(木村吉伸)
  • 学会等名: 第51回日本生化学会中四国支部例会
  • 発表場所: 山口大学
  • 年月日: 2010-05-15
• [学会発表] 新生タンパク質の品質管理系に関与する植物α-グルコシダーゼの精製と性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 京谷優, 木村吉伸
  • 学会等名: 日本農芸化学学会中四国支部講演会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2010-01-23
• [学会発表] 機能性糖鎖を多価有する人工糖鎖ポリマーの作成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山西真緒美, 木村吉伸
  • 学会等名: 日本農芸化学学会中四国支部講演会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2010-01-23
• [学会発表] 肝がん患者由来の血清糖タンパク質糖鎖及び遊離型糖鎖の構造特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三輪昇(木村吉伸)
  • 学会等名: 日本農芸化学学会中四国支部講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2010-01-23
• [学会発表] Correlation analysis between tomato-ripening mutants and N-glycan metabolism in ERAD (2009)
  • 著者名/発表者名: Megumi Ehara(Yoshinobu KIMURA)
  • 学会等名: 15th European Carbohydrate Symposium
  • 発表場所: Vienna(Austria)
  • 年月日: 2009-07-23
• [学会発表] The Transglycosylation Activity of Endo-β-N-Acetylglucosaminidase from Oriza sativa L (2009)
  • 著者名/発表者名: Naoko Okamoto(Yoshinobu KIMURA)
  • 学会等名: 15th European Carbohydrate Symposium
  • 発表場所: Vienna(Austria)
  • 年月日: 2009-07-23
• [学会発表] Suppression of Endo-β-N-acetylglucosaminidase and Peptide : N-glycanase Activity in Arabidopsis thaliana (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuki Takeoka(Yoshinobu KIMURA)
  • 学会等名: 15th European Carbohydrate Symposium
  • 発表場所: Vienna(Austria)
  • 年月日: 2009-07-23
• [図書] はじめて学ぶ生命科学の基礎: 3章生体分子II-糖質,脂質- (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村吉伸
  • 総ページ数: 39-66
  • 出版者: 化学同人