Changes in Asparagine-linked Sugar Chains of Glycoproteins in Ricinus communis Seeds during Callus Induction

Using glycotechnology procedures, structural changes in asparagine-linked sugar chains (N-glycans) of glycoproteins in Ricinus communis seeds during dedifferentiation (callus induction) have been explored. N-Glycans were released from the glycoproteins in the 2,4-D derived callus tissues by hydrazinolysis, and the resulting oligosaccharides were N-acetylated and coupled with 2-aminopyridine. Structures of the purified pyridylaminated (PA-) N-glycans could be deduced by two-dimensional (2D) sugar chain mapping method. Structural analysis clearly showed that the relative amount of high-mannose type N-glycans of the endospermic glycoproteins decreased as the plant cells dedifferentiated, while that of complex type N-glycans increased. this observation suggested that enhancement of expression and/or activation of certain α-mannosidase(s) involved in N-glycan processing could occur during dedifferentiation of plant cells.

植物細胞の脱分化と糖蛋白質糖鎖（アスパラギン結合型糖鎖）の発現機構との相関を明らかにすることを目的とし、ヒマ種子から誘導したカルス中に発現されるアスパラギン結合型糖鎖（N-グルカン）の構造解析を行った。2,4-D処理によるカルス化誘導を行い、経時的に採取した組織からTriton X-100を含むHEPES緩衝液（ph7.4)で全糖蛋白質を抽出した。得られた糖蛋白質からヒドラジン分解によりN-グリカンを遊離された後、N-アセチル化、ピリジルアミン(PA)化により蛍光標識糖鎖を調製した。逆相およびサイズフラクショネーションHPLCによりPA-糖鎖を単一に精製後、糖鎖2次元マップ法により構造の同定を行った。その結果、カルス化に伴い、ハイマンノース型糖鎖(Man7-4GlcNAc2)の相対量が顕著に減少するのに対して、キシロース/フコース含有型糖鎖( GlcNAclMan3FuclXyllGlcNAc2)の相対量が増加することが明らかになった。この現象は、植物細胞の脱分化に伴い、糖鎖プロセシングに関与するα-マンノシダーゼあるいはN-アセチルグリコサミン転移酵素の活性化が起こることを示唆するものと考えられる。