植物細胞壁は、植物細胞を守り、細胞や組織を支える働きをしています。多糖から構成されていて、地球上で最も多く存在する生物資源で、エネルギー源としても注目されています。細胞壁多糖のうち、ペクチンは植物成長や細胞接着に関わるとされています。植物の成長時に合成されるので、ペクチン合成の仕組みが明らかになることは、植物の成長について理解することにもなります。そのため、細胞壁研究は、食糧生産の観点からも注目されている研究分野です。ペクチンは、ジャムやゲル化剤として広く食品産業に利用されています。フルーチェ(ハウス食品)がプルプルと美味しくできるのも、コバラサポート(大正製薬)が胃の中で膨らむのもペクチンのおかげです。漢方薬の薬効成分がペクチンであることも明らかになってきています。このように、植物にとっても人にとっても、ペクチンはなくてはならない物質です。植物細胞壁多糖は非常に強固で複雑な構造をしています。ペクチンの構造は約30年前に判明しました。この世の中で知られている糖類の中で最も複雑な構造をしています。大事な化合物であるのに、構造が複雑すぎて、どのようにペクチンが合成されて、組み上がっていくのか、いまだに明確にわかっていません。石水研では、ペクチンをはじめ、細胞壁多糖がどのように合成されるか、その仕組みを明らかにする研究に取り組んでいます。細胞壁多糖がどのように合成されるか、その分子機構がわかると、成長しやすい植物(食糧・エネルギー増収に貢献)を作成したり、分解しやすい多糖をもつ植物(バイオエネルギーにしやすい植物)を作成したり、新しい食材(新規機能化ゲル化剤など)を作り出すことに活かされます。多糖は、一つ一つ糖をつなげていくことで合成されます。つなげられる糖とつなげる糖の両方を認識して、反応を触媒します。糖転移酵素の特異性は厳密です。ペクチンは、12種類の糖と約30種類の結合様式から構成されているため、約30種類の糖転移酵素がペクチンの合成に必要であると考えられています。