澱粉合成関連遺伝子を用いた穀物澱粉改変に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10556029
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 馬場 忠 筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (40165056)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松井 博和 北海道大学, 農学部, 助教授 (90109504) ; 多田 雄一 株式会社三井業際植物バイオ研究所, 研究員 ; 藤村 達人 筑波大学, 農林工学系, 教授 (70292513)
• Keywords: 澱粉 / アミロース / アミロペクチン / イネ / 枝つけ酵素 / 澱粉合成酵素 / 遺伝子 / 登熟種子

Research Abstract

イネを中心とした澱粉合成関連遺伝子の穀物澱粉改変への利用の可能性を追及することを目的として,澱粉合成関連遺伝子に関する研究を行い,以下の成果が得られた。
1) イネ登熟種子より枝つけ酵素を精製して,イネ枝つけ酵素アイソザイムRBE1,RBE3,およびRBE4のcDNAクローンを単離・解析した。次いで,これらのcDNA断片を大腸菌で発現する系を確立させ,2回のイオン交換クロマトグラフィーを行い,大腸菌可溶性抽出液から組換え型の精製酵素を得ることができた。組換え型酵素の性質の検討を行い,RBE1がRBE3やRBE4に比べて極めて効果的にアミロースの枝つけ反応を触媒することが判明した。アミロペクチンに対しては,多少の差はあるもののこの3種類のアイソザイム間で著しい差は見いだせなかった。
2) 枝つけ酵素分子中の4個の活性ドメイン以外に活性発現に重要な役割を果たしているアミノ酸残基を同定する目的で,酵素タンパク質は存在するが酵素的に不活性なRBE3しか生産しないイネ変異株での遺伝子解析を行った。数個の塩基置換によってアミノ酸配列が変化していることが確かめられ,それらの置換による酵素活性への重要性をさらに詳しく解析中である。
3) イネ枝つけ酵素アイソザイム遺伝子の完全あるいは部分的な発現抑制を行うために,RBE1とRBE3の遺伝子に対するアンチセンス遺伝子構築物を作製した。それらの遺伝子構築物をイネ種子未成熟胚カルスに導入して,形質転換を行った。現在,植物体の再生を行っている。

Research Products

• [Publications] 馬場 忠: "最新澱粉ハンドブック:澱粉の生合成と分解" 朝倉書店,貝沼圭二,小巻利章,檜作進,不破英次編集(印刷中),