セルロース結合蛋白質のアンカリングによる植物細胞壁の高機能化

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植物細胞壁に微生物由来のセルロース結合蛋白質(CBD)をアンカリングして、堅い細胞壁繊維質を分解しやすくしたり、CBDに抗菌蛋白質を融合したりして高機能化することを究極の目的として、まず、CBDの性質検討と、植物細胞中での発現をめざした。嫌気性細菌Clostridium thermocellum F1株のキシラナーゼAに存在するCBD部分の大腸菌での発現を行った。CBDをコードする部分をPCR法で増幅し、大腸菌発現ベクターpQE30に連結し、発現を行った。大腸菌で発現したCBDを精製し、各種ポリマーへの吸着を調べた。その結果、このCBDは、キシランに最も強く吸着した。また、セルロースヘの吸着もみられたが、キシランヘの吸着に比べて弱かった。C.stercorariumのキシラナーゼAにも同じグループに属するCBDがタンデムにつながっている。そこで、これらも同様の方法で大腸菌からCBDを精製し、性質の検討を行った。その結果、C.thermocellumのCBDと同じようにキシランヘの吸着が最も強かった。これらの結果は、これらCBDをキシラン含量の多い植物の細胞壁、例えばイネやトウモロコシなどの穀類の細胞壁の改変に利用できることが示唆された。次に、これらCBDが植物中で発現できるか調べるため、CtXynAを植物用の形質転換ベクターに導入し、タバコ培養細胞に導入した。得られた形質転換体から、無細胞抽出液を調整し、ウエスタンブロッティングで酵素の発現を調べたところ、予想される分子量に反応するバンドが観察された。このことは植物細胞中でCBDが発現することを示唆している。