拟南芥鼠李半乳糖醛酸-I(RG-I)精细结构解析：揭示果胶新特征与生物学意义

本研究通过多技术联用首次系统解析拟南芥RG-I精细结构，发现其侧链含4-O-甲基β-葡萄糖醛酸(4-O-Me-β-GlcA)新型修饰，揭示鼠李糖(Rha)3-O-乙酰化与β-半乳糖(β-Gal)分支的共修饰模式，为植物细胞壁构建与功能研究提供关键分子基础。

　　

Highlight

拟南芥RG-I展现惊人复杂性：通过糖基连接分析、核磁共振(NMR)和质谱(MS)技术，我们发现其不仅含有经典的α-1,5-阿拉伯聚糖(arabinan)和β-1,4/1,6-半乳聚糖(galactan)侧链，更首次鉴定到β-1,6-半乳聚糖末端被4-O-甲基β-葡萄糖醛酸(4-O-Me-β-GlcA)封端的特殊结构。有趣的是，RG-I骨架中10%的鼠李糖(Rha)存在3-O-乙酰化修饰，且这些乙酰化Rha往往还连接着β-半乳糖(β-Gal)分支——这种"修饰叠buff"现象在植物多糖中极为罕见！

Chemicals and reagents

所有化学试剂购自Sigma、Genessee Scientific或Fisher Scientific公司。透析步骤使用截留分子量3500 Da的Spectrum? Spectra/Por?透析膜完成。

Plant materials and growth conditions

实验采用哥伦比亚生态型(Col-0)拟南芥，种子播种于Metromix 830与蛭石1:1混合基质中，生长条件严格控制光照和湿度参数。

Arabidopsis RG-I is highly complex and contains linear and branched galactan, arabinan, and arabinogalactan

通过酒精不溶物(AIRs)分级纯化发现：拟南芥RG-I像"分子圣诞树"般挂满各种糖链装饰！除了线性阿拉伯聚糖和半乳聚糖，其分支结构更令人惊艳——质谱数据揭示存在β-1,6-半乳聚糖与阿拉伯糖形成的I型阿拉伯半乳聚糖(AG-I)，以及末端带负电的4-O-Me-β-GlcA修饰。这些带电修饰可能像"分子天线"般参与细胞间信号传递。

Conclusions

植物基因组中约2%的基因编码糖基转移酶，我们的研究为破解RG-I这种"糖代码"语言迈出关键一步。这些发现不仅填补了模式植物果胶结构空白，更为设计细胞壁定制化改造策略（如生物燃料生产或抗病育种）提供了"分子设计手册"。