Elucidation of physiological function of free N-glycans and application of the physiological function to development of biotechnology to control the plant development and growth

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小胞体中で生じたミスフォールド糖タンパク質は，細胞質に逆輸送され小胞体関連分解を受ける。ミスフォード糖タンパク質は，プロテアソーム分解に先立ちcytosolic PNGase による脱グリコシル化を受け，還元末端側にキトビオースを有するハイマンノース型遊離N-グリカン (GN2-HMT-FNGs) が生成し，次いでENGaseの作用により還元末端にGlcNAc１残基を有するGN1-HMT-FNGsがμM濃度で蓄積する。一方，細胞外液中には acidic PNGase により生成すると考えられる複合型遊離N-グリカン（GN2-PCT-FNGs）が存在する。植物の分化成長に関わるこれらFNGsの機能解明研究の一環として，令和4年度には分化成長中の植物細胞質及び細胞外液に存在するハイマンノース型及び複合型FNGsとオーキシン（インドール酢酸, IAA）と相互作用特性について，IAAの蛍光強度変動を指標として詳細な解析を行った。その結果，GN2-HMT及びGN2-PCT-FNGs は共に，数ミリモル濃度で濃度依存的にIAAの蛍光強度を低下させることが明らかとなり，これら植物に遍在するFNGsと相互作用することを明らかした。その一方で，GN1-FNGsはIAAとの相互作用がGN2-FNGsに比べて有意に低下することが分かった。しかしながら，N-アセチルキトオリゴ糖ではIAAとの相互作用は観察されないため，コアマンノシル構造と還元末端のN-アセチルキトビオース構造の両者がIAAとの相互作用に必要であることが明らかになった。既にトマト導管水中にGN2-PCT-FNGsが存在することを明らかにしているが，令和４年度には，師管液採取が容易なキョウチクトウの新茎を用いて，師管水中にもGN2-PCT-FNGsが存在することを明らかにした。