植物細胞壁ペクチン生合成糖転移酵素の同定とペクチンの機能解明

植物细胞壁果胶生物合成糖基转移酶的鉴定及果胶功能的阐明

• 批准号: 19H03252
• 负责人: 石水 毅
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H03252/
• 关键词: 植物細胞壁; ペクチン; 糖転移酵素; 多糖; 糖ヌクレオチド; ホウ素; 植物; 植物栄養; 細胞壁

植物細胞壁の主要成分のペクチンは、植物の生育に欠かせない多糖で、非常に複雑な構造をしている。その生合成には約30の糖転移酵素が関わると考えられている。しかし、ほとんどの糖転移酵素遺伝子が未同定なままで、ペクチンの機能解析も進んでいない。本研究では、ペクチンの構成多糖、ラムノガラクツロナンI（RG-I）およびラムノガラクツロナンII（RG-II）生合成に関わる糖転移酵素（ペクチンRG-I主鎖生合成ガラクツロン酸転移酵素、ペクチンRG-I側鎖生合成ガラクトース転移酵素、ペクチンRG-II側鎖アピオース転移酵素、ペクチンRG-II側鎖Kdo転移酵素など）に焦点を当て、それらの遺伝子を同定することを第一の目的とする。遺伝子同定した糖転移酵素について、遺伝子発現抑制変異体の解析によりペクチンの機能解明を行うこと目指す。2020年度は、このうち1つの酵素を対象に研究し、以下の成果を得た。ペクチンRG-I主鎖生合成ガラクツロン酸転移酵素の遺伝子を同定した。MUCI70という種子保護多糖の合成に関わることがわかっていた遺伝子があり、糖転移酵素様のアミノ酸配列を持っていること、既知のガラクツロン酸転移酵素に若干の相同性が見られたことから、この遺伝子に着目した。この遺伝子がコードするタンパク質を哺乳動物細胞HEK293F細胞にて発現させ、本酵素活性を検出した。この遺伝子は、当研究室が以前に同定したもう一つのRG-I主鎖生合成に関わるラムノース転移酵素と共発現していた。新規の糖転移酵素ファミリーに属するものであった。現在、この酵素の生化学的解析や他の糖転移酵素とのアミノ酸配列比較解析、他の糖転移酵素との共発現解析などを詳細に進め、ペクチンRG-I生合成における役割を明らかにする実験を行なっている。

The main components of plant cell wall are polysaccharide and complex structure. About 30 sugar transfer enzymes are involved in the synthesis of sugar. The function analysis of sugar transfer enzyme gene is different. In this study, we studied the sugar transfer enzymes involved in the biosynthesis of polysaccharides, polysaccharides, and enzymes from the RG-I to the RG-II (Select RG-I main chain synthesis, select RG-I side chain synthesis, select RG-II side chain synthesis, select RG-I side chain synthesis, select RG-II side chain synthesis, select RG-II side chain synthesis, select RG-I side chain synthesis, select RG-II side chain synthesis, select RG-II side chain synthesis, select RG-I side chain synthesis, select RG-II side chain synthesis, select RG-I side chain synthesis, select RG-II side chain synthesis, select RG-II side chain synthesis, select RG-I side chain synthesis, select RG-II side The analysis of gene isozyme, gene expression inhibition, gene function interpretation, and gene expression inhibition In 2020, the following results were obtained from enzyme research. RG-I main chain synthesis, acid shift enzyme gene sequencing MUCI70: The synthesis of seed protective polysaccharides is related to the identification of genes, sugar transfer enzymes and acid alignment. Some similarities between known sugar transfer enzymes and genes are found in this paper. The enzyme activity was detected in mammalian cells HEK 293F. This is the first time that RG-I has been synthesized in the laboratory. The new sugar transfer enzyme Now, the biochemical analysis of this enzyme, the comparative analysis of the acid sequence of other sugar transfer enzymes, the analysis of the co-production of other sugar transfer enzymes, the detailed analysis, the selection of RG-I biosynthetic enzymes, and the preparation of new enzymes.

项目成果

[Review] Toward the Elucidation of Molecular Mechanism for Biosynthesis of Pectin in Plant Cell Wal

[综述] 植物细胞壁果胶生物合成分子机制的阐明

• DOI: 10.5458/bag.10.2_96
• 发表时间: 2020
• 期刊: Bulletin of Applied Glycoscience
• 作者: 竹中悠人;石水毅
• 通讯作者: 石水毅

Biochemical characterization of pectin rhamnogalacturonan I galactosyltransferase

果胶鼠李糖半乳糖醛酸 I 半乳糖基转移酶的生化特性

• 发表时间: 2019
• 作者: Takenaka;Y.;Matsumoto;N.;Imai;T.;Kajiura;H.;Ishimizu;T.
• 通讯作者: T.

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UDP-アピオースの調製法とアピインアピオース転移酵素の活性検出

UDP-芹菜糖的制备方法及芹菜素芹菜糖转移酶活性的检测

• 发表时间: 2019
• 作者: 藤森多恵;松田諒子;鈴木真未;竹中悠人;梶浦裕之;武田陽一;石水毅
• 通讯作者: 石水毅