高等植物細胞壁のアラビノガラクタン－プロテインの糖鎖構造と機能

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23570048
• 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: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 円谷 陽一 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10142233)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 植物細胞壁 / 細胞壁多糖 / アラビノガラクタン-プロテイン / ガラクタナーゼ / エノキタケ / ダイコン

研究概要

植物の細胞壁は主にセルロースと各種の多糖（ペクチン、ヘミセルロース）ならびにアラビノガラクタン-プロテイン（AGP）と呼ばれる糖タンパク質で構成される。本研究ではAGPの糖鎖に着目し、糖鎖を特異的に分解する酵素の探索、酵素遺伝子のクローニング、酵素によるAGP糖鎖の断片化と構造解析、得られたオリゴ糖の生理機能解析を目指した。エノキタケ培養液から新規な酵素、エンド-β-1,3-ガラクタナーゼ、を精製してその性質を明らかにした。各種AGP分解酵素を用いてアラビドプシス葉のAGP糖鎖を断片化して構造を調べAGP糖鎖の構造モデルを構築した。同様にして、ダイコン成根AGPの糖鎖構造を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Enzymatic fragmentation of carbohydrate moieties of radish arabinogalactan-protein and elucidation of the structures (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Shimoda, K. Okabe, T. Kotake, K. Matsuoka, T. Koyama, T. Tryfona, H.-C. Liang, P. Dupree, Y. Tsumuraya
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem. 巻: (in press)
• [雑誌論文] Aβ-glucuronosyltransferase from Arabidopsis thaliana involved in biosynthesis of type II arabinogalactan has a role in cell elongation during seedling growth (2013)
  • 著者名/発表者名: Knoch, A. Dilokpimol, T. Tryfona, C.P. Poulsen, G. Xiong, J. Harholt, B.L. Petersen1, P. Ulvskov1, M.Z. Hadi, T. Kotake, Y. Tsumuraya, M. Pauly, P. Dupree, N. Geshi
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 76 ページ: 1016-1029
• [雑誌論文] Biosynthesis of the carbohydrate moieties of arabinogalactan proteins by membrane-boundβ-glucuronosyltransferases from radish primary roots (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Endo, T. Kotake, Y. Watanabe, K. Kimura, and Y. Tsumuraya
  • 雑誌名: Planta 巻: 238 ページ: 1157-1169
• [雑誌論文] β-Galactosyl Yariv reagent binds to theβ-1,3-galactan of arabinogalactan proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kitazawa, T. Tryfona, Y. Yoshimi, Y. Hayashi, S. Kawauchi, L. Antonov, H. Tanaka, T. Takahashi, S. Kaneko, P. Dupree, Y. Tsumuraya, and T. Kotake
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 161 ページ: 1117-1126
• [雑誌論文] Structural characterisation of Arabidopsis leaf arabinogalactan polysaccharides (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tryfona, H.-C. Liang, T. Kotake, Y. Tsumuraya, E. Stephens, and P. Dupree
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 160 ページ: 653-666
• [雑誌論文] Endo-β-1,3-galactanase from winter mushroom Flammulina velutipes (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kotake, N. Hirata, Y. Degi, M. Ishiguro, K. Kitazawa, R. Takata, H. Ichinose, S. Kaneko, K. Igarashi, M. Samejima, and Y. Tsumuraya
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 ページ: 27848-27854
• [学会発表] カラマツアラビノガラクタンにおけるβ-ヤリブ試薬の特異的相互作用部位 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤一樹, 北澤仁成, 吉見圭永, 小竹敬久, 円谷陽一
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20140318-20
• [学会発表] エノキタケ由来のコアタンパク質分解酵素の精製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉見圭永, 菅原優美, 金子哲, 五十嵐圭日子, 小竹敬久, 円谷陽一
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20140318-20
• [学会発表] Specific interaction ofβ-galactosyl Yariv reagent withβ-1,3-galactan (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kotake, K. Kitazawa, T. Tryfona, Y. Yoshimi, S. Kaneko, P. Dupree, and Y. Tsumuraya
  • 学会等名: The XI Cell Wall Meeting
  • 発表場所: Nantes, France
  • 年月日: 20130707-12
• [学会発表] β-ヤリブ試薬とAGPのβ-1,3-ガラクタンの特異的相互作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉見圭永, 小竹敬久, 北澤仁成, T. Tryfona, 金子哲, P. Dupree, 円谷陽一
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] 細胞壁グルコマンナン合成におけるKONJAC1,2の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小竹敬久, J. Mortimer, 田島憲明, 宮崎祐一, P. Dupree, 円谷陽一
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120316-18
• [学会発表] Structure of the sugar chains in radish arabinogalactan-protein (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Shimoda, K. Okabe, T. Kotake, K. Matsuoka, T. Koyama, H.-C. Liang, P. Dupree, Y. Tsumuraya
  • 学会等名: The 4th Conference on Biosynthesis of Plant Cell Wall
  • 発表場所: Awaji, JAPAN
  • 年月日: 20111002-06
• [学会発表] Endo-β-1,3-galactanase from winter mushroom Flammulina velutipes and its action on arabinogalactan-protein (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kotake, N. Hirata, Y. Degi, M. Ishiguro, K. Kitazawa, R. Takata, H. Ichinose, S. Kaneko, K. Igarashi, M. Samejima, and Y. Tsumuraya
  • 学会等名: The 4th Conference on Biosynthesis of Plant Cell Wall
  • 発表場所: Awaji, JAPAN
  • 年月日: 20111002-06
• [学会発表] アラビノガラクタン-プロテイン糖鎖を分解するエンド-ガラクタナーゼ (2011)
  • 著者名/発表者名: 平田尚弘, 出木雄太, 北澤仁成, 高田遼平, 小竹敬久, 一ノ瀬仁美, 金子哲, 石黒真希, 五十嵐今日子, 鮫島正弘, 円谷陽一
  • 学会等名: 日本糖質学会
  • 発表場所: 長岡
  • 年月日: 20110711-13
• [図書] 植物細胞壁多糖 (2013)
  • 著者名/発表者名: 円谷陽一
  • 総ページ数: 総ページ349(5章分担執筆)
  • 出版者: 講談社(西谷和彦、梅澤俊明編集)
• [備考] 生体物質研究室
  • URL: http://www.molbiol.saitama-u.ac.jp/bussitsu/index_j.html
• [備考] 埼玉大学 理学部 分子生物学科
  • URL: http://www.molbiol.saitama-u.ac.jp/index.html