Studies on the mechanism controlling the sugar metabolism in sweet potato storage roots

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K06002
• Research Institution: Ishikawa Prefectural University
• Principal Investigator: 坂本 知昭 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (00345183)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: サツマイモ / 塊根 / ショ糖 / 酵素活性 / β-アミラーゼ

Outline of Annual Research Achievements

高温処理したサツマイモ塊根におけるショ糖リン酸合成酵素およびインベルターゼの両酵素活性の経時的変化について測定を行い、高温処理によって引き起こされるショ糖の蓄積がショ糖合成の促進によるものか、分解の抑制によるものかについて明らかにした。
ショ糖リン酸合成酵素を結合標的としその活性を制御する14-3-3タンパク質候補として、申請者が作成したサツマイモの網羅的mRNA全長配列ライブラリーから得られた6種類の配列について、実際にショ糖リン酸合成酵素と相互作用しうるか酵母two-hybrid法を用いて検証した。その結果、2種類のショ糖リン酸合成酵素はそれぞれ異なる14-3-3タンパク質と相互作用することを明らかにした。
14-3-3タンパク質はショ糖リン酸合成酵素と結合しその活性を抑制すると考えられているが、活性を高める可能性も否定できない。そこで、サツマイモ塊根から抽出したショ糖リン酸合成酵素粗酵素液に大腸菌で発現・精製した組換え14-3-3タンパク質を添加し、ショ糖リン酸合成酵素活性が減少するのか、増加するのか調べた。その結果、上記のショ糖リン酸合成酵素と相互作用が認められた14-3-3タンパク質を添加することにより、粗酵素液中のショ糖リン酸合成酵素活性が有意に減少することを確認した。
サツマイモ塊根内で麦芽糖生成に関わるβ-アミラーゼの候補遺伝子をサツマイモの網羅的mRNA全長配列ライブラリーから8種類単離し、全長cDNAをクローニングした。各遺伝子発現の器官特異性を明らかにしたほか、一部については大腸菌内で発現させ、アフィニティカラム精製した組換えタンパク質を用いて酵素活性を確認した。