シロイヌナズナのペクチン生合成に関与するキシロガラクロナンキシルシルトランスフェラーゼの同定

Xylogalacturonan（XGA）は、植物細胞の壁に見られるint虫性多糖類のクラスです。シロイヌナズナのthaliana遺伝子座AT5G33290は、予測されるII型膜タンパク質をコードし、AT5G33290遺伝子座の挿入変異体は細胞壁キシロースを減少させました。免疫学的研究、多糖類の酵素抽出、単糖連鎖分析、およびオリゴ糖質量プロファイリングを使用して、影響を受ける細胞壁ポリマーを特定しました。ペクチンXGAは、野生型の葉よりも変異体の方がはるかに低いレベルに減少し、XGA生合成におけるAT5G33290の役割を示しています。変異した遺伝子は、キシロガルクロナン欠乏1（XGD1）と呼ばれていました。XGD1-1変異体の野生型遺伝子による変換は、XGAを野生型レベルに復元しました。Nicotiana benthamianaで異種発現したXGD1タンパク質は、UDP-キシロースからオリゴガルクロニドおよび内因性受容体へのキシロースの移動を触媒しました。形成された生成物は、XGA固有の加水分解酵素で加水分解できます。これらの結果は、XGD1タンパク質がXGAキシロシルトランスフェラーゼであることを確認しています。タンパク質は、ペクチン生合成に関与するグリコシルトランスフェラーゼについて予想されるように、N。benthamianaの蛍光融合タンパク質の発現によってゴルジ小胞に局在することが示されました。

Xylogalacturonan (XGA) is a class of pectic polysaccharide found in plant cell walls. The Arabidopsis thaliana locus At5g33290 encodes a predicted Type II membrane protein, and insertion mutants of the At5g33290 locus had decreased cell wall xylose. Immunological studies, enzymatic extraction of polysaccharides, monosaccharide linkage analysis, and oligosaccharide mass profiling were employed to identify the affected cell wall polymer. Pectic XGA was reduced to much lower levels in mutant than in wild-type leaves, indicating a role of At5g33290 in XGA biosynthesis. The mutated gene was designated xylogalacturonan deficient1 (xgd1). Transformation of the xgd1-1 mutant with the wild-type gene restored XGA to wild-type levels. XGD1 protein heterologously expressed in Nicotiana benthamiana catalyzed the transfer of xylose from UDP-xylose onto oligogalacturonides and endogenous acceptors. The products formed could be hydrolyzed with an XGA-specific hydrolase. These results confirm that the XGD1 protein is a XGA xylosyltransferase. The protein was shown by expression of a fluorescent fusion protein in N. benthamiana to be localized in the Golgi vesicles as expected for a glycosyltransferase involved in pectin biosynthesis.