植物N-配糖体加水分解酵素エンド-β-マンノシダーゼの機能

エンド-β-マンノシダーゼ、の機能解明のため、研究実施計画に基づき、以下の研究を進めた。エンド-β-マンノジダーゼ遺伝子のシロイヌナズナノックダウン変異体では、生長速度が遅い表現型を示した。本年度は、この変異体の生化学的解析を行った。変異体の酵素活性は野生型の30%程度であった。エンド-β-マンノジダーゼが作用して生成するキトビオースの含量は、野生型と変わらなかった。しかし、ハイマンノース型糖鎖が顕著に増えており、マンノースが5つあるタイプのものは5倍以上であった。このことは、液胞での本酵素によるN-配糖体プロセシングが阻害され、糖タンパク質が蓄積し、次いで分解されるべきハイマンソース型糖鎖をもつ糖タンパク質が細胞質に蓄積すると考えられた。これを裏付けるように、糖タンパク質糖鎖の含量は変異体で3倍ほどになっていた。この異常な糖タンパク質の分解により、植物生長が阻害されたと考えられた。また前年度までに液胞に局在するエンド-β-マンノシダーゼに相互作用するタンパク質を見出していた。このタンパク質をコードする遺伝子クローニングとこのタンパク質の機能解析を行った。この遺伝子は植物で初めて見つけられたタイプのα1,2-フコシダーゼをコードしていた。このタンパク質は細胞壁キシログルカンに対してα1,2-フコシダーゼ活性を示した。つまり、エンド-β-マンノシダーゼは基質を異にするα1,2-フコシダーゼと液胞で相互作用していることを見出した。液胞にはプロテアーゼなど他種類の加水分解酵素が存在し、それらの攻撃から守るために複合体を作り、液胞内での安定性を増していると考えられた。

エンド-β-マンノシダーゼ、の機能解明のため、研究実施計画に基づき、以下の研究を進めた。エンド-β-マンノジダーゼ遺伝子のシロイヌナズナノックダウン変異体では、生長速度が遅い表現型を示した。本年度は、この変異体の生化学的解析を行った。変異体の酵素活性は野生型の30%程度であった。エンド-β-マンノジダーゼが作用して生成するキトビオースの含量は、野生型と変わらなかった。しかし、ハイマンノース型糖鎖が顕著に増えており、マンノースが5つあるタイプのものは5倍以上であった。このことは、液胞での本酵素によるN-配糖体プロセシングが阻害され、糖タンパク質が蓄積し、次いで分解されるべきハイマンソース型糖鎖をもつ糖タンパク質が細胞質に蓄積すると考えられた。これを裏付けるように、糖タンパク質糖鎖の含量は変異体で3倍ほどになっていた。この異常な糖タンパク質の分解により、植物生長が阻害されたと考えられた。また前年度までに液胞に局在するエンド-β-マンノシダーゼに相互作用するタンパク質を見出していた。このタンパク質をコードする遺伝子クローニングとこのタンパク質の機能解析を行った。この遺伝子は植物で初めて見つけられたタイプのα1,2-フコシダーゼをコードしていた。このタンパク質は細胞壁キシログルカンに対してα1,2-フコシダーゼ活性を示した。つまり、エンド-β-マンノシダーゼは基質を異にするα1,2-フコシダーゼと液胞で相互作用していることを見出した。液胞にはプロテアーゼなど他種類の加水分解酵素が存在し、それらの攻撃から守るために複合体を作り、液胞内での安定性を増していると考えられた。