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アラビノキシランは、植物の一次および二次細胞壁の両方に存在するヘミセルロース[ 1 ]キシランの一種で、キシロースに加えて、もう1つのペントース糖であるアラビノースを相当量含んでいます。[ 2 ]アラビノキシランという用語は通常、イネ科植物やその他のツユクサ類のフェルロイルアラビノキシランを指し、フェノール性フェルラ酸の部分を含み、酸化カップリング（リグニン単位と同じ方法）を 起こしてアラビノキシラン鎖間およびリグニンとの架橋を形成します。アラビノースはツユクサ類以外の植物のキシランに結合していることがわかっていますが、フェルラ酸はこれらの植物では報告されておらず、フェルロイルアラビノキシランとは異なり、これらのアラビノキシランは単系統群ではありません。この記事の残りの部分は、イネ科植物やその他のツユクサ類の細胞壁のフェルロイルアラビノキシランについて述べています。
すべてのキシランと同様に、アラビノキシラン鎖の主鎖は多数の1,4結合β-D-キシロピラノシル単位から構成されています。アラビノキシランでは、これらのキシロース単位の多くが単一のα-L-アラビノフラノシル単位と3結合しており、これらのアラビノースの一部はエステル結合フェルラ酸残基を持っています。[ 2 ] [ 3 ]これらのフェルロイル単位はラジカル酸化カップリングを起こしてフェルラ酸脱水素二量体、そしておそらくはアラビノキシラン鎖を共有結合で架橋するより高次のオリゴマーを形成する可能性があります。この架橋様式は、イネ科植物や他のツユクサ類の一次および二次細胞壁の両方の重要な特徴です。
食品における重要性から、小麦粒やその他の穀物由来のアラビノキシランの構造は集中的に研究されてきた。特に、白い小麦粉の原料となる小麦胚乳由来のアラビノキシランは、ほとんどの組織由来のものよりも単純な構造をしている。上記の構造的特徴に加えて、2位と3位に結合したアラビノース残基で二置換されたキシロース単位を持つ。[ 4 ]細胞壁への架橋度が低いため、この胚乳アラビノキシランの一部は水に抽出可能であり、水溶性食物繊維となる。
胚乳以外の組織由来のアラビノキシランは、構造的に複雑である。キシランの主鎖は、グルクロン酸残基や他の糖で大きく置換されていることが多く、これらのアラビノキシランポリマーは、グルクロナラビノキシランまたはヘテロキシランと呼ばれることがある。[ 2 ]主鎖と側鎖の両方の糖残基はアセチル化される可能性がある。アラビノシル残基は、フェルラ酸以外のフェノール類、特にp-クマル酸、シナピン酸などによってアシル化される可能性がある。これらのアシル化されたアラビノシル残基は、さらに2結合糖で置換されることが多い。リグニン化した細胞壁では、アラビノキシランのフェルロイル残基がリグニンポリマーに架橋され、消化に対する抵抗性を高めるという強い証拠がある。
アラビノキシランは主に植物細胞内で構造的な役割を果たしている。[ 5 ]また、アラビノキシランはフェルラ酸やその他のフェノール酸を大量に貯蔵しており、これらはアラビノキシランに共有結合している。フェノール酸は、真菌病原体に対する防御を含む防御にも関与している可能性がある。
アラビノキシランは、水溶性および不溶性食物繊維の主要成分の一つであり、様々な健康効果を発揮することが示されている。[ 6 ]さらに、アラビノキシランは、結合したフェノール酸により抗酸化作用を示すことが示されている。[ 7 ]また、そのイオン交換容量と粘度も、有益な代謝効果の一因となっている。[ 8 ]
臨床試験では、ウイルス感染に対する予防効果も検討されている。高齢者を対象とした無作為化二重盲検プラセボ対照試験では、MGN-3の毎日摂取により、インフルエンザ様疾患の発症率が有意に減少した（プラセボ群では9/40、治療群では2/40）。この保護効果は、 NK細胞の細胞傷害活性の上昇と脱顆粒マーカーCD107aの発現増加に関連している。[ 9 ]