アミロペクチン構造決定酵素の機能と遺伝子構造の解明

［要約］
　アミロペクチンの分子構造決定のしくみはまだ解明されていない。本研究において、Rエンザイムが重要なキー酵素であることが示された。イネ胚乳の本酵素を精製後、分子特性を調ベ、cDNA構造を明らかにした。 
農業生物資源研究所・機能開発部・環境耐性研究室
［連絡先］0298-38-8382
［部会名］生物資源
［専門］　バイテク
［対象］　稲類
［分類］　研究

［背景・ねらい］
　植物デンプンの主成分であるアミロペクチンの分子構造がどのようにして決定されるかはまだ証明されていない。イネ胚乳デンプンのミュータントを用いて、アミロペクチンの構造決定に関与している酵素要因を探り、そのタンパク質特性や遺伝子に関する基礎情報を得て、その酵素の機能を解析する。

［成果の内容・特徴］

  1. イネシュガリーミュータントでは、アミロペクチンよりもグリコーゲンに似た多糖が生成されるが、その原因としてRエンザイム（枝切り酵素ともいう）の障害によることが明らかにされ、本酵素が、Qエンザイム（枝作り酵素）と共に、アミロペクチン生成に重要であることがわかった（図１） 。
  2. イネ胚乳のRエンザイムを精製し、分子量約10万の単量体酵素であることがわかった。また本酵素はバクテリアのプルラナーゼとアミノ酸配列の上で類似性が高く（図２）、イソアミラーゼとは低いことがわかった。
  3. イネ胚乳RエンザイムのcDNAの全塩基配列を決めた。これは植物で最初の報告例であった。
  4. Rエンザイム遺伝子はイネに１コピー存在し、第４染色体上にある（図３）。

［成果の活用面・留意点］
　植物子実におけるデンプンの質（分子構造）を決めている仕組みを明らかにし、将来、それを改変・制御するバイテク分野へ貴重な基礎資料を提供する。 
［その他］
研究課題名：イネ品質関与酵素の特性解明と遺伝子構造解析
予算区分　：バイテク育種
研究期間　：平成７年度（平成６〜８年）
発表論文等：Nakamura Y., Umemoto T, Ogata N, Kuboki Y, Yano M and Sakai T. Starch debranching enzyme 
           (R-enzyme or pullulanase) from developing rice endsperm: Purification, cDNA and chromos-
           omal location of the gene.  Planta. in press
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