Structural Analysis of Free N-Glycans in Bamboo (Phyllostachys heterocycla) Shoots

Free N-glycans, the high-mannose-type and the plant complex-type, have been found in bamboo shoots. These free N-glycans were coupled with 2-aminopyridine and purified by gel filtration, Con A-Sepharose affinity chromatography, reversed-phase HPLC, and size-fractionation HPLC. The structures of these pyridylaminated free N-glycans were identified by two-dimensional sugar chain mapping, exomannosidase digestions, and ion-spray tandem mass spectrometry. The structual analyses showed that the various free high-mannose type sugar chains having one GlcNAc(Man8-5GlcNAc1) and free xylose/fucose containing sugar chains having the chitobiose segment occur in the developing bamboo shoots, suggesting that an endo-β-N-acetylglucosaminidase should produce the former structures, and a peptide: N-glycanase should produce the latter structures.

植物細胞の分化・成長における遊離N-グリカンの植物ホルモン様活性が推定されている。そこで、分化・成長中の細胞における遊離N-グリカンの偏在性を立証する研究の一環として、成長速度の速いことで知られるタケノコから遊離N-グリカンを精製し、それらの製造解析を行った。タケノコ抽出物の透析外液から調整したオリゴ糖画分を2-アミノピリジンで蛍光標識した後、遊離N-グリカンを逆相HPLC、ConAアフィニティークロマト及びサイズフラッシュネーションHPLCにより精製した。得られた遊離N-グリカンの構造解析はα-マンノシダーゼ消化、糖鎖2次元マップ法、IS-MS及びMS/MS分析を組み合わせることにより行った。その結果、タケノコ中にはエンド-β-N-アセチルグリコサミニダーゼにより誘導されたと考えられるハイマンノース型糖鎖（Man8-5GlcNAc1、2.6nmol/gram fresh weight）が存在することが明らかになった。エンドウ胚軸同様、ハイマンノース型糖鎖の存在量が植物複合型糖鎖の存在量に比べかなり高いことから、前者構造の遊離糖鎖が植物細胞の分化・成長において何らかの重要な生理機能を担う可能性も考えられる。