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2008 年度 実績報告書

大腸菌グリコーゲンリン酸化酵素の同定と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 19780072
研究機関三重大学

研究代表者

磯野 直人  三重大学, 大学院・生物資源学研究科, 助教 (70378321)

キーワードリン酸化 / グリコーゲン / デンプン
研究概要

ジャガイモなどの地下組織に貯蔵されるデンプンの多くはリン酸化されていることが知られている. デンプンのリン酸化は, デンプンの物性を大きく変化させる. ジャガイモではGlucan water dikinase(GWD)と呼ばれる酵素がリン酸化に関与している. 一方, 細菌が合成するグリコーゲンや, 穀物種子デンプンもわずかにリン酸化されていることが知られているが, この反応に関わる酵素については調べられていない.
大腸菌抽出液からグリコーゲンリン酸化酵素の精製を試みた. Kornberg培地中を用いて培養した大腸菌BW25113株を超音波破砕した. これを, イオン交換, 疎水, ゲル濾過クロマトグラフィーなどに供し, タンパク質の精製を行った. 酵素活性はグリコーゲンとATPを基質として, 多糖に取り込まれたリン酸量から測定した. 精製の初期段階では酵素活性を確認できたが, 精製度を高めるために複数のカラムクロマトグラフィーに供する過程で活性が急激に減少することが認められた. これは, 目的とする酵素が極めて不安定である, あるいは複数のタンパク質の協調作用によって酵素活性が維持されることなどが推定された. しかしながら, 目的タンパク質の同定には至らなかった. 一方, イネ完全長cDNAデータベースから予想されるGWD様タンパク質はジャガイモGWDと比べてN末端領域を大きく欠損した構造(1073残基)であるため, 酵素活性を示さない可能性が考えられた. しかし, イネ葉から調製したRNAを用いてRT-PCRを行ったところ, さらに上流の領域を含む増幅産物を得ることに成功した. その結果, イネGWDは1457残基からなる162 kDaのタンパク質であると推測された. また, 本酵素を大腸菌で発現させたところ酵素活性を示し, リン酸化能を有することが確認された. したがって, 本酵素がイネデンプンのリン酸化に関与していることが推測された.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Origin of defects in assembled supramolecular structures of sweet potato starches with different amylopectin chain-length distribution2009

    • 著者名/発表者名
      Noda, et.al.
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers 76

      ページ: 400-409

    • 査読あり
  • [学会発表] 米類似品種及び白未熟粒のデンプンの構造比較2009

    • 著者名/発表者名
      平井宏和, 市橋悠哉, 布目知広, 三島隆, 磯野直人, 久松眞
    • 学会等名
      第57回日本応用糖質科学会中部支部講演会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2009-01-30
  • [学会発表] デンプンの特性解析と新しい利用の探求2008

    • 著者名/発表者名
      磯野直人
    • 学会等名
      NPOバイオものづくり中部平成20年度糖鎖分科会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2008-10-10
  • [学会発表] アミロース含量類似の澱粉間における物性差に関与する構造部位の研究2008

    • 著者名/発表者名
      市橋悠哉, 布目知広, 橋本和樹, 三島隆, 磯野直人, 久松眞, 大坪研一
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会2008年度大会
    • 発表場所
      沖縄県中頭郡西原町
    • 年月日
      2008-09-18
  • [学会発表] パプアニューギニアのサゴヤシデンプンの特性2008

    • 著者名/発表者名
      三島隆, 内藤整, 江原宏, 豊田由貴夫, 磯野直人, 久松眞
    • 学会等名
      第17回サゴヤシ学会講演会
    • 発表場所
      三重県津市
    • 年月日
      2008-06-21
  • [学会発表] 奄美大島のソテツデンプンの特性2008

    • 著者名/発表者名
      飯野良介, 三島隆, 江原宏, 磯野直人, 久松眞
    • 学会等名
      第17回サゴヤシ学会講演会
    • 発表場所
      三重県津市
    • 年月日
      2008-06-21

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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