イネ澱粉生合成関連酵素の酵素間相互作用に着目した澱粉構造制御機構の解明
| Project/Area Number |
15J40176
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Applied molecular and cellular biology
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
クロフツ 尚子 秋田県立大学, 生物資源科学部, 特別研究員(RPD) (30583330)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | イネ / 澱粉 / アミロペクチン / 酵素間相互作用 / 複合体 / 相互作用 / タンパク質複合体 / タンパク質相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
澱粉構造の制御機構を明らかにすることを目的として、イネ澱粉生合成関連酵素のタンパク質相互作用を介して形成される酵素複合体の構成と、その活性や産物の構造を明らかにした。前年度までに行った研究から、野生型のジャポニカ米では、多くの澱粉生合成関連酵素が複数の組み合わせの酵素複合体を形成することが明らかになっている。酵素複合体の主要な構成成分が欠損しユニークな澱粉構造を示すイネ変異体を用いて、特定の酵素が欠損すると澱粉生合成関連酵素の相互作用がどのように変化するかを明確にした。
澱粉生合成関連酵素複合体の主要な成分であるStarch synthase I (SSI), Branching enzyme IIb (BEIIb)を欠損したイネ変異体が、どのような酵素複合体を形成しているか明らかにするため、SSIを欠損したイネ変異体およびBEIIbを欠損したイネ変異体の登熟種子から可溶性タンパク質を抽出し、免疫沈降法およびゲル濾過法を行い、SSIおよびBEIIbが欠損した場合の酵素複合体の構成成分と酵素複合体の分子量を明らかにした。その結果、SSIが欠損すると700kDa以上の高分子量に溶出する澱粉生合成関連酵素（SSIIa, SSIVb, BEI, BEIIb, PULなど）の割合が増した。
BEIIbの活性が無いイネ変異体の酵素複合体を分析したところ、 BEIIbタンパク質の有無に関わらず、野生型では300kDa以下に存在するBEIIaが200kDa以上の幅広い分子量に溶出することが明らかになった。一方、不活性型のBEIIbはSSI, SSIIa, BEIと共にその大部分が700KDa以上に溶出したことから、澱粉生合成関連酵素の酵素間相互作用は、欠損する酵素の種類や変異の部位によって異なることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(45 results)
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[Journal Article] Rice Mutants Lacking Starch Synthase I or Branching Enzyme IIb Activity Altered Starch Biosynthetic Protein Complexes.2018
Author(s)
Crofts, N., Iizuka, Y., Abe, N., Miura, S., Kikuchi, K., Matsushima, R., Fujita, N.
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Journal Title
Frontiers in Plant Science
Volume: 9
Pages: 1817-1817
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Deficiency of Starch Synthase IIIa and IVb Alters Starch Granule Morphology from Polyhedral to Spherical in Rice Endosperm.2016
Author(s)
Yoshiko Toyosawa, Yasushi Kawagoe, Ryo Matsushima, Naoko Crofts, Masahiro Ogawa, Masako Fukuda, Toshihiro Kumamaru, Yozo Okazaki, Miyako Kusano, Kazuki Saito, Kiminori Toyooka, Mayuko Sato, Naoko F. Oitome, Rumiko Itoh, Yongfeng Ai, Jay-Lin Jane, Yasunori Nakamura, Naoko Fujita
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Journal Title
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Analysis of the rice ADPglucose transporter (OsBT1) indicates the presence of regulatory processes in the amyloplast stroma that control ADPglucose flux into starch.2016
Author(s)
Bilal Cakir, Shota Shiraishi, Aytug Tuncel, Hiroaki Matsusaka, Ryosuke Satoh, Salvinder Singh, Naoko Crofts, Yuko Hosaka, Naoko Fujita, Seon-Kap Hwang, Hikaru Satoh ,Thomas W. Okita
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Journal Title
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Amylopectin biosynthetic enzymes from developing rice seed form enzymatically active protein complexes.2015
Author(s)
Crofts, N., Abe, N., Oitome, N. F., Matsushima, R., Hayashi, M., Tetlow, I. J., Emes, M. J., Nakamura, Y., Fujita, N.
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Journal Title
Journal of Experimental Botany
Volume: 66
Issue: 15
Pages: 4469-4482
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Rice starch biosynthetic enzymes from enzymatically active protein-protein complexes2015
Author(s)
Naoko Crofts, Natsuko Abe, Naoko F Oitome, Ryo Matsushima, Mari Hayashi, Ian J Tetlow, Michael J Emes, Yasunori Nakamura, Naoko Fujita.
Organizer
Starch Round Table
Place of Presentation
DoubleTree, Minneapolise, USA
Year and Date
2015-10-15
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