澱粉粒の構造,特に種々酵素による分解パタ-ンとそれに伴う構造並びに物性変化の解析研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01304016
• Research Institution: Fukuyama University, Faculty of Engineering
• Principal Investigator: 山本 武彦 福山大学, 工学部, 教授 (50046710)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山根 國男 筑波大学, 生物科学系, 教授 (20013336) ; 南浦 能至 大阪市立大学, 理学部, 教授 (20047129) ; 桧作 進 鹿児島大学, 農学部, 教授 (90041590) ; 小巻 利章 福山大学, 工学部, 教授 (00205501) ; 不破 英次 福山大学, 工学部, 教授 (00046765)
• Keywords: 澱粉 / アミロペクチン / アミラ-ゼ(αー,βー,グルコ-) / アミラ-ゼ遺伝子 / シクロデキストリン / マルト-ス / ブドウ糖

Research Abstract

澱粉は人間のみならず多くの生物のエネルギ-源である。また人間社会では澱粉はエネルギ-源としては勿論,種々の食品の加工に,また種々の産業素材として利用されている。他方澱粉は容易に年々再生産可能な資源で,これのさらなる応用途の開発が種々観点から期待され,また行わなければならない。しかし澱粉の構造,その分子集団乃至澱粉 粒の物理的,化学的,物理化学的性質についてはなお未知の点が多い。
本総合研究では,澱粉の構造,生合成,分解などについて化学的,酵素化学的,遺伝学的見地から研究を行って次のことを明らかにした。
すなわち,澱粉及び澱粉粒の構造については,まず澱粉粒表面の構造は必ずしも均一ではないこと,これはトウモロコシ,コメ澱粉で顕著例えばそれらの澱粉粒の比較的特定される面のみがグルコアミラ-ゼにより,ピンホ-ル状に集中的に攻撃されることが認められ,一方これらの澱粉粒は糖化型αーアミラ-ゼにより洞穴状を呈しながら分解されたが,澱粉一粒当りの洞穴は数個しか認められないことから,これら澱粉粒は少なくとも組織密度乃至それらのアミラ-ゼによる被分解性に於て構造的に不均一なことが證ざれた。また澱粉の主構成成分アミロペクチン中,B鎖は平均2本のA鎖を有するが長いB鎖程多くのA鎖を有し,必ずしも均一構造でないなどから澱粉粒の物理的・化学的全体構造がかなり明かになった。澱粉乃至澱粉粒の構造研究目的のため,種々のアミラ-ゼが新たに発見され,中にはプルラナ-ゼ作用を併有するαーアミラ-ゼも見出され,またそれらの酵素の遺伝子の幾つかはクロ-ニングに成功して酵素の全構造が解明された。他方,新規な酵素によるマルト-ス製造法,或はαーアミラ-ゼのみによる澱粉からのブドウ糖の製造法,シクロデキストリンの酵素による物性の改変や化学修飾による研究でグルコアミラ-ゼの活性構造など本総合研究で解明された。

Research Products

• [Publications] T.Yamamoto,I.Miyahara,S.Yamamoto,K.Fujita and K.Mizokami: "αーAmylase of <Rhiz>___ー・<niveus>___ー: It's isolation and some enzymatic propeities" Denpun Kagaku. 37. 129-136 (1990)
• [Publications] S.Hizukuri and Y.Maehara: "Five structure of wheat amylopectin:The mode of A to B chain binding" Carbohydrate Res.206. 145-159 (1990)
• [Publications] Hidetsugu Fuwa: "Characterization of Amylopectin and Granular Starch Studies in Japan since Professor Ziro Nikuni" International Symposium on Cereal and Other Plant Carbchydrates(Kagoshima,Japan). 1-2 (1990)
• [Publications] 小巻 利章: "澱粉の湿熱処理による物性の変化について" 澱粉科学. 36. (1991)
• [Publications] Y.C.Ann,M.Iizuka,T.Yamamoto and N.Minamiura: "Active monomer of sweet potato βーamylase: Stabilization and improved preparation method using αーcyclodextrin" J.Ferment.Bioeng.72. 75-79 (1990)
• [Publications] Y.Itoh,K.Kanoh,K.Nakamura,K.Takase and K.Yamane: "Artificial insertion of peptides between signal peptide and mature protein:Effect on secretion and processing of hybrid thermostable αーamylase in B__ー.<subtilis>___ー and E__ー.<coli>___ー cells" J.Gen.Microbiol.136. 1551-1558 (1990)
• [Publications] 大西 正健: "実験でみる生化学" 共立出版社, 290 (1990)