JP2002262877A - New isoamylase - Google Patents

New isoamylase

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JP2002262877A
JP2002262877A JP2001064133A JP2001064133A JP2002262877A JP 2002262877 A JP2002262877 A JP 2002262877A JP 2001064133 A JP2001064133 A JP 2001064133A JP 2001064133 A JP2001064133 A JP 2001064133A JP 2002262877 A JP2002262877 A JP 2002262877A
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Japan
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isoamylase
leu
ala
gly
arg
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Application number
JP2001064133A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Nakamura
保典 中村
Kazuhiro Umeda
和宏 梅田
Mikio Tsuzuki
幹夫 都筑
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Japan Science and Technology Agency
Tokyo University of Pharmacy and Life Sciences
Original Assignee
Tokyo University of Pharmacy and Life Sciences
Japan Science and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo University of Pharmacy and Life Sciences, Japan Science and Technology Corp filed Critical Tokyo University of Pharmacy and Life Sciences
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
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  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for simply cloning a gene encoding an isoamylase in an organism, a new isoamylase derived from a blue-green algae belonging to the kingdom Prokaryote, a plant into which a heterogeneous isoamylase is transduced, and a new method for producing a starch produced by the plant. SOLUTION: A method for cloning a gene encoding an isoamylase derived from Synechococcus sp. based on a DNA amplified by PCR from a DNA in a genome or library thereof as primers consisting of specific base sequences, an isoamylase having a specific amino acid sequence derived from Synechococcus sp., and a gene encoding the isoamylase, a higher plant obtained by transducing a gene encoding a heterogeneous isoamylase into an isoamylase- deficient higher plant, and a method for producing a starch by the transgenic plant, are provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デンプンのアミロ
ペクチンの生合成の重要な役割を果たしているイソアミ
ラーゼの遺伝子をクローニングするための新規なプライ
マーを提供するものである。また、本発明は、ラン藻の
1種であるシネココッカス(Synechococcus PCC7942)
由来の新規のイソアミラーゼ、及びそれをコードする遺
伝子に関する。さらに、本発明は、イソアミラーゼが欠
損した高等植物に他の生物由来のイソアミラーゼをコー
ドする遺伝子を導入した高等植物、及び当該遺伝子導入
植物を用いてデンプンを製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention provides a novel primer for cloning a gene for isoamylase which plays an important role in the biosynthesis of starch amylopectin. In addition, the present invention relates to Synechococcus PCC7942, a kind of cyanobacteria.
The present invention relates to a novel isoamylase derived therefrom, and a gene encoding the same. Furthermore, the present invention relates to a higher plant in which a gene encoding an isoamylase derived from another organism has been introduced into a higher plant deficient in isoamylase, and a method for producing starch using the transgenic plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】デンプンは植物のエネルギー貯蔵物質で
あり、α−グルコースからなる多糖類の1種で、アミロ
ースとアミノペクチンからなっている。グリコーゲンも
デンプンと同様にα−グルコースからなる多糖類である
が、これは主として動物のエネルギー貯蔵物質として利
用されている。デンプンは穀物の主成分として食品や飼
料として使用されるだけでなく、デキストリン、オリゴ
糖、異性化糖などに加工されて加工食品などにも利用さ
れ、また、糊や添加剤などとして工業製品やその原材料
としても利用されている。デンプンと一言でいっても、
稲のデンプン、じゃがいものデンプン、小麦のデンプ
ン、とうもろこしのデンプンなど、その由来によりデン
プンの形、味、糊化したときの物性などが微妙に異な
り、我々はその用途に応じて各種の植物由来のデンプン
を使い分けてきている。このようなデンプンの性質の違
いはデンプンの化学構造による違いから来ていると説明
されてきているが、デンプンは主としてアミロースとア
ミノペクチンからできているものであり、その化学構造
の相違は主として枝分かれ構造を有するアミロペクチン
に由来ところが大きいとされている。デンプン(Starch)
は高等植物の貯蔵器官に蓄積するα‐ポリグルカンであ
る。その貯蔵組織中でデンプン粒は「アミロプラスト」
と呼ばれるプラスチドの中に含まれている。デンプンは
2種類のグルコース・ホモポリマー、アミロペクチン
(Amylopectin)とアミロース(Amylose)の混合物であ
る。アミロースは、貯蔵デンプン中の20〜30%を占
めているが、デンプン粒の形成には必須ではない。グル
コース・ユニットがα−1,4グルコシド結合で繋がっ
ており、少量のα‐1,6グルコシド結合の枝を含む線
状のらせん状の分子である。一方、アミロペクチンはデ
ンプン粒中の70‐80%を占め、グルコース・ユニッ
トがα‐1,4グルコシド結合で伸び、主鎖と平行にα
‐1,6グルコシド結合で枝が繋がった構造をとってい
る。特徴的なこの構造は”クラスター”構造と呼ばれて
いる。 動物やバクテリアの貯蔵炭素、グリコーゲン(G
lycogen)もアミロペクチンと同じくグルコース・ホモポ
リマーで構成されているが、クラスター構造は持ってい
ない。グリコーゲンは”tree like”や”bush like”構
造を持つと報告されている。
2. Description of the Related Art Starch is a plant energy storage substance and is a kind of polysaccharide composed of α-glucose, which is composed of amylose and aminopectin. Glycogen, like starch, is a polysaccharide composed of α-glucose, which is mainly used as an energy storage substance in animals. Starch is not only used as food and feed as a main component of grains, but also processed into dextrin, oligosaccharides, isomerized sugars, etc., and used in processed foods. It is also used as a raw material. Even if you just say starch,
Rice starch, potato starch, wheat starch, corn starch, etc., have slightly different starch shapes, tastes, and physical properties when gelatinized, depending on their origin. They use starch differently. It has been explained that such differences in starch properties stem from differences in the chemical structure of starch.However, starch is mainly composed of amylose and aminopectin, and the difference in the chemical structure is mainly branched. It is said to be derived from amylopectin having a structure. Starch (Starch)
Is an α-polyglucan that accumulates in storage organs of higher plants. Starch granules are "amyloplast" in the storage tissue
Contained in plastids called. Starch is a mixture of two glucose homopolymers, Amylopectin and Amylose. Amylose makes up 20-30% of the stored starch, but is not essential for the formation of starch granules. Glucose units are linked by α-1,4 glucosidic bonds, and are linear helical molecules containing a small amount of α-1,6 glucosidic bond branches. Amylopectin, on the other hand, accounts for 70-80% of the starch granules, with glucose units extending at α-1,4 glucosidic linkages and α parallel to the main chain.
It has a structure in which branches are connected by -1,6 glucosidic bonds. This characteristic structure is called "cluster" structure. Animal and bacterial storage carbon, glycogen (G
Lycogen), like amylopectin, is composed of glucose homopolymer, but has no cluster structure. Glycogen has been reported to have a "tree like" or "bush like" structure.

【0003】図1にアミロース、アミノペクチン、及び
グリコーゲンの構造を示す。図1に示される線はα−グ
ルコースの連鎖であり、アミロース(図1の(C))は
枝分かれがほとんど無くα−1,4−グルコースのほぼ
1本鎖の構造をしている。アミノペクチン(図1の
(B))は規則正しい枝分かれ構造を有し、α−1,4
−グルコースの連鎖とα−1,6−グルコースの枝分か
れ構造(クラスター)を一定の間隔で規則正しく有して
いる。また、動物などのエネルギー貯蔵物質であるグリ
コーゲン(図1の(A))は、全く不規則な枝分かれ構
造からなるものである。グリコーゲンはアミロペクチン
に比べて分子も小さく、枝も短く、その多くは水溶性の
物質である。これに対してアミロペクチンは、枝も長
く、かつグルコースが高密度で充填されており、一般に
水不溶性の物質である。
FIG. 1 shows the structures of amylose, aminopectin and glycogen. The line shown in FIG. 1 is a chain of α-glucose, and amylose ((C) in FIG. 1) has almost no branching and has a substantially single-chain structure of α-1,4-glucose. Aminopectin ((B) in FIG. 1) has a regular branched structure, and α-1,4
-It has a chain of glucose and a branched structure (cluster) of α-1,6-glucose regularly at regular intervals. Glycogen (FIG. 1A), which is an energy storage substance for animals and the like, has a completely irregular branched structure. Glycogen has smaller molecules and shorter branches than amylopectin, and many of them are water-soluble substances. Amylopectin, on the other hand, has long branches and is filled with glucose at a high density, and is generally a water-insoluble substance.

【0004】このようなアミロペクチンのクラスター構
造は、結晶構造を造る際に有利であり、結晶構造による
デンプン粒が形成される。アミロペクチンのクラスター
構造は、ほぼ9nmの規則正しい繰り返し構造であり、
この9nmのサイズは組織や種が異なっても余りばらつ
きが見られない。アミロペクチンの構造をさらに詳細に
見てゆくと、3タイプのα‐1,4−グルコシド鎖を持
っている(図2参照)。A鎖は最も外側の鎖で鎖の中に
分岐結合を持たない鎖である。B鎖は一つの鎖あたり1
つ以上の鎖が分岐結合している鎖であり、B鎖はさら
に、1つのクラスターにとどまるB1鎖、2つのクラス
ターに及んでいるB2鎖、3つのクラスターに及ぶB3
鎖などがある。C鎖は還元末端を持っている鎖であり、
アミロペクチン分子あたり1つのC鎖を持っている。
[0004] Such a cluster structure of amylopectin is advantageous in forming a crystal structure, and starch grains are formed by the crystal structure. The cluster structure of amylopectin is a regular repeating structure of about 9 nm,
This 9 nm size does not show much variation even if the structure or species is different. Looking at the structure of amylopectin in more detail, it has three types of α-1,4-glucoside chains (see FIG. 2). The A chain is the outermost chain and has no branch bond in the chain. B chain is 1 per chain
One or more chains are branched chains, and the B chain is further a B1 chain remaining in one cluster, a B2 chain extending in two clusters, a B3 chain extending in three clusters.
There are chains. The C chain is a chain having a reducing end,
It has one C-chain per amylopectin molecule.

【0005】このように、アミロペクチンの構造はほぼ
一定ではあるが、植物の種類によりアミロペクチンの構
造も微妙に異なってきている。最近の研究によれば、ね
っとりとしたデンプンを有するジャポニカの稲と、パサ
パサとしたデンプンを有するインディカの稲のアミロペ
クチンの構造上の相違が報告されている。図3の上段
(図3の(a))はジャポニカ米のアミロペクチン、図
3の下段(図3の(b))はインディカ米のアミロペク
チンの構造を模式的に示したものである。クラスターの
枝の長さを比べるとインディカ米の方が比較的長く、そ
の密度も比較的密になっている。このためにインディカ
米のデンプンの方が糊化が難しくなっていると考えられ
ている。このようなアミロペクチンの微細な構造上の相
違は、アミロペクチンを合成する際の合成方法の相違に
より生起してくると考えられている。
As described above, although the structure of amylopectin is almost constant, the structure of amylopectin is slightly different depending on the type of plant. Recent studies have reported a structural difference between amylopectin in japonica rice with sticky starch and indica rice with fluffy starch. The upper part of FIG. 3 (FIG. 3 (a)) schematically shows the structure of amylopectin of Japonica rice, and the lower part of FIG. 3 ((b) of FIG. 3) schematically shows the structure of amylopectin of Indica rice. Compared to the length of the branches of the clusters, Indica rice is relatively long and its density is relatively dense. It is believed that this makes starch from Indica rice more difficult to gelatinize. It is considered that such a fine structural difference of amylopectin is caused by a difference in a synthesis method when synthesizing amylopectin.

【0006】アミロペクチンは次の4種類の酵素の連続
反応で合成されると考えられている。 (1)ADPグルコースピロホスホリラーゼ(ADPgluco
se pyrophosphorylase(AGPase))、(2)デン
プン合成酵素(Starch synthase(SS))、(3)デ
ンプン枝分かれ酵素(Starch branching enzyme(SB
E))、(4)デンプン枝分かれ分解酵素(Starch deb
ranching enzyme(DBE))である。
It is believed that amylopectin is synthesized by a continuous reaction of the following four enzymes. (1) ADP glucose pyrophosphorylase (ADPgluco
se pyrophosphorylase (AGPase)), (2) Starch synthase (SS), (3) Starch branching enzyme (SB)
E)) and (4) Starch degrading enzymes (Starch deb
ranching enzyme (DBE)).

【0007】AGPaseは、デンプン・ポリマーの原
材料であるADPグルコースを合成する酵素である。S
Sは、アミロペクチンの非還元末端にADPグルコース
をα‐1,4グルコシド結合で繋ぎ、鎖を伸ばす役割を
する。SSがアミロペクチンの鎖を伸ばすのに対し、S
BEは、アミロペクチンのα‐1,6グルコシド結合を
形成する酵素であり、枝分かれ構造の枝分かれ部分を形
成させる酵素である。従来、SSとBEがアミロペクチ
ンの枝の頻度を決め、クラスター構造を形成するのに重
要な役割を果たしているのではないかと考えられてき
た。即ち、前記(4)のデンプン枝分かれ分解酵素(D
BE)はクラスターの形成に必要ない酵素であると考え
られていた。しかし、この分解酵素が欠損した植物では
アミロペクチンのクラスターを形成することができない
ことが明らかにされ、DBEがクラスター構造の形成に
不可欠であることを示すことが報告されている(M.G.Ja
mes, et al., Plant Physiol., (1995) 7, 417-429; Y.
Nakamura, et al., PlantJ., (1997) 12(1), 143-153;
A.Kubo, et al., Plant Phys., (1999) 121, 399-40
9)。
[0007] AGPase is an enzyme that synthesizes ADP glucose, which is a raw material of starch polymer. S
S plays a role of connecting ADP glucose to the non-reducing end of amylopectin by an α-1,4 glucoside bond to extend the chain. While SS extends the amylopectin chain, S
BE is an enzyme that forms an α-1,6 glucoside bond of amylopectin, and is an enzyme that forms a branched portion of a branched structure. Conventionally, it has been thought that SS and BE determine the frequency of amylopectin branches and play an important role in forming a cluster structure. That is, the starch-branching degrading enzyme (D)
BE) was thought to be an enzyme not required for cluster formation. However, it has been shown that amylopectin clusters cannot be formed in plants deficient in this degrading enzyme, and it has been reported that DBE is essential for the formation of a cluster structure (MGJa
mes, et al., Plant Physiol., (1995) 7, 417-429; Y.
Nakamura, et al., Plant J., (1997) 12 (1), 143-153;
A. Kubo, et al., Plant Phys., (1999) 121, 399-40
9).

【0008】DBEについてのこれらの報告から、アミ
ロペクチンにおけるクラスター構造の形成は、SSとB
Eによる新たな結合の形成だけなく、BEにより余分に
形成された枝分かれを、DBEにより分解してクラスタ
ー構造が規則正しく維持されることが分かってきた。α
‐1,6グルコシド結合の枝を分解するDBEは、基質
の違いから2種類のものが知られている。そのひとつは
イソアミラーゼ(Isoamylase)であり、他のひとつがプ
ルラナーゼ(Pullulanase(また、R-enzymeやlimit dext
rinaseと呼ばれることもある))である。これらの2種
類のDBEのうちイソアミラーゼは、グリコーゲンやグ
リコーゲンよりもやや規則性をもつフィトグリコーゲン
(phytoglycogen)のα‐1,6グルコシド結合の枝を
分解することが出来るが、プルラン(pullulan)には作
用しない。一方、プルラナーゼはプルランには作用する
が、グリコーゲンやフィトグリコーゲンには作用しな
い。
[0008] From these reports on DBE, the formation of a cluster structure in amylopectin indicates that SS and B
It has been found that not only the formation of new bonds by E but also the extra branches formed by BE are decomposed by DBE to maintain a regular cluster structure. α
Two types of DBE which degrade -1,6 glucoside bond branches are known due to differences in substrates. One is isoamylase and the other is pullulanase (also known as R-enzyme or limit dext).
rinase))). Of these two types of DBE, isoamylase can degrade glycogen and the α-1,6 glucosidic bond branch of phytoglycogen, which has a slightly more regularity than glycogen. Does not work. On the other hand, pullulanase acts on pullulan but does not act on glycogen or phytoglycogen.

【0009】図4にアミロース、アミノペクチン、及び
グリコーゲンの合成過程をまとめた。図4の左側のグリ
コーゲンの合成は主として動物や細菌類の場合であり、
UGPaseはグリコーゲンの材料となるリン酸化グル
コースの合成酵素であり、GSはグリコーゲン合成酵素
であり、GBEはグリコーゲン枝分かれ酵素である。図
4の中側は、高等植物の場合のアミロペクチンの合成過
程を示すものであり、図中のSSSは水溶性SSのこと
である。図4の右側は高等植物におけるアミロースの合
成過程を示すものであり、GBSSは粒結合デンプン合
成酵素(granule‐bond starch synthase(GBS
S))のことである。このように、高等植物において
は、前記した4種類の酵素群により植物の種類に応じた
アミロペクチンを産生している。そして、植物の種類に
よるアミロペクチンの構造の相違は、これらの酵素の種
類の違いによるところが大きいと考えられる。例えば、
クラスター構造を形成させるのに重要な存在であるイソ
アミラーゼは植物の種類により微妙に異なっているもの
と推測される。
FIG. 4 summarizes the process of synthesizing amylose, aminopectin and glycogen. The synthesis of glycogen on the left side of FIG. 4 is mainly for animals and bacteria,
UGPase is a synthase of phosphorylated glucose which is a glycogen material, GS is a glycogen synthase, and GBE is a glycogen branching enzyme. The middle part of FIG. 4 shows the synthesis process of amylopectin in the case of a higher plant, and SSS in the figure is water-soluble SS. The right side of FIG. 4 shows the process of synthesizing amylose in a higher plant. GBSS is a granule-bond starch synthase (GBS).
S)). Thus, in higher plants, amylopectin corresponding to the type of plant is produced by the above-mentioned four types of enzymes. The difference in the structure of amylopectin depending on the type of plant is considered to be largely due to the difference in type of these enzymes. For example,
It is presumed that isoamylase, which is important for forming a cluster structure, is slightly different depending on the type of plant.

【0010】ところで、生物の分類法としては、「動物
界」と「植物界」との二界説や、これにミドリムシやケ
イ藻類などの「原生生物界(プロチスタ界)」を加えた
三界説などがあるが、現在ではこれらにさらに、きのこ
などの「菌界」、ラン藻類(シアノバクテリア)や細菌
類などの「原核生物界」を加えた五界説が主流となって
きている。生物の5界の分類の中でデンプンを産生して
いるのは植物界の高等植物であり、前述したようにデン
プンの成分であるアミロペクチンを生合成するにはイソ
アミラーゼの存在が不可欠であるから、高等植物は各植
物に応じたイソアミラーゼを持っていることになる。し
かし、デンプンを産生しない生物、例えば動物などは、
イソアミラーゼを持っていない。多くの細菌はイソアミ
ラーゼを持っていないが、デンプンを産生しないにもか
かわらず、イソアミラーゼをもっている細菌も存在して
いる。このような生物におけるイソアミラーゼの存在理
由については現在のところ明らかではなく、今後の研究
が期待されている。
[0010] By the way, as a method of classifying living things, there are two kingdoms of the "animal kingdom" and "plant kingdom", and a three kingdom theory that includes "protozoan kingdom (Protista kingdom)" such as euglena and diatoms. At present, the five kingdoms have become the mainstream, with the addition of the "fungi kingdom" such as mushrooms and the "prokaryotic kingdom" such as cyanobacteria and bacteria. Among the five classes of living organisms, starch is produced by higher plants in the plant kingdom. As described above, the presence of isoamylase is essential for the biosynthesis of amylopectin, a component of starch. Higher plants have an isoamylase corresponding to each plant. However, organisms that do not produce starch, such as animals,
Does not have isoamylase. Although many bacteria do not have isoamylase, some bacteria do not produce starch, but do so. The reason for the existence of isoamylase in such organisms is not clear at present, and further research is expected.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、生物におけ
るイソアミラーゼをコードする遺伝子を簡便にクローニ
ングする方法を提供するものである。また、本発明は
「原核生物界」に属する生物であるラン藻類の1種から
の新規なイソアミラーゼを提供するものである。さら
に、本発明は異なる種に由来するイソアミラーゼを導入
された植物、及び当該植物が産生する新規なデンプンの
製造方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for easily cloning a gene encoding isoamylase in an organism. The present invention also provides a novel isoamylase from one of the cyanobacteria, which is an organism belonging to the "Prokaryotes". Further, the present invention provides a plant into which an isoamylase derived from a different species has been introduced, and a method for producing a novel starch produced by the plant.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、イソアミ
ラーゼをコードする遺伝子をクローニングするための新
規なプライマーを創製し、このプライマーを用いてラン
藻類の1種からの新規なイソアミラーゼを見出した。
Means for Solving the Problems The present inventors have created a novel primer for cloning a gene encoding isoamylase, and used this primer to synthesize a novel isoamylase from one of cyanobacteria. I found it.

【0013】本発明は、配列表の配列番号3及び4に記
載された塩基配列、即ち、 5'-gaaatgcatgtggggggctttac-3' 5'-gccagggtaaagccgtcgtg-3' で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドをプラ
イマーとしてゲノム又はライブラリー中のDNAからP
CRにより増幅されたDNAに基づいてイソアミラーゼ
をコードする遺伝子をクローニングする方法に関する。
また、本発明は、配列表の配列番号2に記載されたアミ
ノ酸配列を有するイソアミラーゼ、及びそれをコードす
る遺伝子に関する。さらに、本発明は、イソアミラーゼ
が欠損した高等植物に他の生物由来のイソアミラーゼを
コードする遺伝子を導入した高等植物、及び当該遺伝子
導入植物を用いてデンプンを製造する方法に関する。
[0013] The present invention relates to a primer comprising an oligonucleotide consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NOS: 3 and 4 in the sequence listing, ie, 5'-gaaatgcatgtggggggctttac-3 '5'-gccagggtaaagccgtcgtg-3'. From the DNA in the genome or library
The present invention relates to a method for cloning a gene encoding isoamylase based on DNA amplified by CR.
The present invention also relates to an isoamylase having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, and a gene encoding the same. Furthermore, the present invention relates to a higher plant in which a gene encoding an isoamylase derived from another organism has been introduced into a higher plant deficient in isoamylase, and a method for producing starch using the transgenic plant.

【0014】本発明者らは、まずイソアミラーゼに共通
にみられる配列(保存領域)(図5参照)からプライマ
ーをデザインした。イソアミラーゼの保存領域としては
図5に示されるようにI、II、III、及びIVの4ヶ所が
知られている。これらの保存領域におけるアミノ酸配列
は図5に示すトウモロコシ胚乳(maize endosperm)、
イネ胚乳(rice endosperm)、及びシネコシスティス
(synechocystis(ラン藻類の1種))においてほぼ共
通している。本発明者らは、これらの保存領域及びその
前後の塩基配列に基づいて、図5に示されるプライマー
5、プライマー6、及びプライマー8の位置におけるプ
ライマーの塩基配列を検討した。検討の例をプライマー
5及びプライマー8について説明する。
The present inventors first designed primers from sequences (conserved regions) commonly found in isoamylase (see FIG. 5). As shown in FIG. 5, four conserved regions of isoamylase, I, II, III, and IV, are known. The amino acid sequences in these conserved regions are shown in FIG. 5 as maize endosperm,
It is almost common in rice endosperm (rice endosperm) and synechocystis (a kind of cyanobacteria). The present inventors examined the nucleotide sequences of the primers at the positions of the primers 5, 6, and 8 shown in FIG. 5 based on these conserved regions and the nucleotide sequences before and after the conserved regions. An example of the study will be described for the primer 5 and the primer 8.

【0015】まず、プライマー5の位置について各生物
の塩基配列を比較した。 トウモロコシ (766) cagaaggacc ttgtcatata tgaaatg
cat ttgcgtggat tcaca イネ (498) cagaaggatc ttgtaatcta tgagatg
cat ttacgtgggt ttaca synechocystis (469) ctcgaagaca tggtcattta tgaaatg
cat gtgcggggtt tcacc synechocystis (478) tacgccgcca gcattatcta cgaactc
cac gtcgggggct ttacc シュードモナス(1055) cagaaggatg atgtgatcta cgaggtg
cat gtgcgcggct tcac この結果として、次の3種類のプライマーをデザインし
た。 プライマー Ume5-E 5'-ta tgaaatgcat gtgcgggg-3' プライマー Ume5-F 5'-ta cgaactccac gtcggggg-3' プライマー Ume5-G 5'-gaaatgcat gtggggggct ttac-3' 上記の塩基配列中のブランクは前記した塩基配列の表記
法と一致させるために設けたものである。
First, the nucleotide sequence of each organism was compared with respect to the position of the primer 5. Corn (766) cagaaggacc ttgtcatata tgaaatg
cat ttgcgtggat tcaca rice (498) cagaaggatc ttgtaatcta tgagatg
cat ttacgtgggt ttaca synechocystis (469) ctcgaagaca tggtcattta tgaaatg
cat gtgcggggtt tcacc synechocystis (478) tacgccgcca gcattatcta cgaactc
cac gtcgggggct ttacc Pseudomonas (1055) cagaaggatg atgtgatcta cgaggtg
cat gtgcgcggct tcac As a result, the following three types of primers were designed. Primer Ume5-E 5'-ta tgaaatgcat gtgcgggg-3 'Primer Ume5-F 5'-ta cgaactccac gtcggggg-3' Primer Ume5-G 5'-gaaatgcat gtggggggct ttac-3 ' It is provided to match the notation of the sequence.

【0016】同様にして、プライマー6及びプライマー
8の塩基配列を次のようにデザインした。 プライマー Ume6-B 5'-gcatcccaggcttcagcaat-3' プライマー Ume8-E 5'-gccagggtaaagccgtcgtg-3' プライマー Ume8-F 5'-accagggtaaaaccatcatg-3' これらのプライマー6及びプライマー8は逆向きのプラ
イマーとして使用した。これらのプライマーを用いてラ
ン藻類の1種であるシネココッカス(Synechococcus)
のゲノムDNAをテンプレートにしてPCRを行ったと
ころ、プライマー Ume5-Gとプライマー Ume8-E との組
み合わせがもっとも成績が良かった。そしてこのプライ
マーの組み合わせにより、長さがイネのイソアミラーゼ
cDNAとほぼ一致し、最もきれいに増幅したバンドを
ダイターミナイション(Dye Terminator)法でシークエ
ンスしDNAプロープを得た。これによりシネココッカ
ス(Synechococcus)のゲノムDNAから得た約760
bpのDNAプローブを作成することができた。なお、
プライマー Ume5-Gの塩基配列を配列表の配列番号3
に、プライマー Ume8-Eの塩基配列を配列表の配列番号
4にそれぞれ示す。
Similarly, the nucleotide sequences of the primers 6 and 8 were designed as follows. Primer Ume6-B 5'-gcatcccaggcttcagcaat-3 'Primer Ume8-E 5'-gccagggtaaagccgtcgtg-3' Primer Ume8-F 5'-accagggtaaaaccatcatg-3 'These primers 6 and 8 were used as reverse primers. Using these primers, Synechococcus, a kind of cyanobacteria
When PCR was performed using the genomic DNA as a template, the combination of the primers Ume5-G and Ume8-E gave the best results. The combination of the primers substantially matched the length with the rice isoamylase cDNA, and the most clearly amplified band was sequenced by the dye termination (Dye Terminator) method to obtain a DNA probe. Thereby, about 760 obtained from the genomic DNA of Synechococcus
A bp DNA probe could be prepared. In addition,
The nucleotide sequence of the primer Ume5-G was compared to SEQ ID NO: 3 in the sequence listing.
The base sequence of the primer Ume8-E is shown in SEQ ID NO: 4 of the sequence listing, respectively.

【0017】得られたDNAプロープを用いて、ECL
キット(Amersham)の説明書に従ってプラークハイブリダ
イゼーションを行なうことにより、シネココッカス(Sy
nechococcus)のイソアミラーゼ遺伝子を得た。得られ
たシネココッカス(Synechococcus PCC7942)のイソア
ミラーゼ遺伝子の塩基配列を配列表の配列番号1に、そ
れがコードしているアミノ酸配列を配列表の配列番号2
に、それぞれ示す。その結果シネココッカス(Synechoc
occus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子は、4745
bpであり、1647番から3731番まではオープン
リーディングフレームであった。最初のPCRに使用し
たプライマー Ume5-Gとの相同配列を有する部分は24
45−2467番目の配列であり、プライマー Ume8-E
との相同配列を有する部分は3009−3028番目の
配列であることがわかった。 プライマー Ume5-G 5'-gaaatgcatgtggggggctttac-3' ゲノムDNA 5'-gagctgcatgttggcggcttcac-3' プライマーの23塩基中の18塩基で一致していた。ま
た、プライマー8については、 プライマー Ume8-E 5'-gccagggtaaagccgtcgtg-3' プライマー Ume8-Eの逆相補鎖 5'-cacgacggctttaccctggc-3' ゲノムDNA 5'-catgacggctttacgctgcg-3' プライマーの20塩基中の16塩基が一致していた。
Using the obtained DNA probe, ECL
By performing plaque hybridization according to the instructions of the kit (Amersham), Synechococcus (Sy
nechococcus) was obtained. The nucleotide sequence of the isoamylase gene of Synechococcus PCC7942 thus obtained is shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, and the amino acid sequence encoded thereby is shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.
Are shown below. The result was Synechococcus
occus PCC7942) has an isoamylase gene of 4745.
bp from 1647 to 3731 were open reading frames. The portion having a homologous sequence with the primer Ume5-G used for the first PCR was 24
It is the sequence of positions 45 to 2467, and the primer Ume8-E
The portion having a homologous sequence to was found to be the sequence of positions 3009 to 3028. Primer Ume5-G 5'-gaaatgcatgtggggggctttac-3 'Genomic DNA 5'-gagctgcatgttggcggcttcac-3' Matched on 18 bases out of 23 bases. As for the primer 8, the primer Ume8-E 5'-gccagggtaaagccgtcgtg-3 'The reverse complementary strand of the primer Ume8-E 5'-cacgacggctttaccctggc-3' Genomic DNA 5'-catgacggctttacgctgcg-3 '16 bases out of 20 bases Was matched.

【0018】前記した約760bpのシネココッカス
(Synechococcus PCC7942)のDNA断片をプローブと
して、シネココッカス(Synechococcus PCC7942)のゲ
ノムのサザンハイブリダイゼーションを行った。結果を
図6に図面に代わる写真で示す。この結果、シネココッ
カス(Synechococcus PCC7942)のゲノム上ではイソア
ミラーゼ遺伝子は1コピーであると考えられた。得られ
たDNA断片をプローブとして、シネココッカス(Syne
chococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子をクロー
ニングした。シネココッカス(Synechococcus PCC794
2)のイソアミラーゼ遺伝子の塩基配列を配列表の配列
番号1に示す。また、そのアミノ酸配列を配列表の配列
番号2に示す。1文字のアミノ酸標記によるアミノ酸配
列を以下に示す。
Using the above DNA fragment of about 760 bp of Synechococcus PCC7942 as a probe, the genome of Synechococcus PCC7942 was subjected to Southern hybridization. The result is shown in FIG. 6 by a photograph replacing a drawing. As a result, the isoamylase gene was considered to be one copy on the genome of Synechococcus PCC7942. Using the obtained DNA fragment as a probe, Synechococcus (Synecoccus)
The isoamylase gene of chococcus PCC7942) was cloned. Synechococcus PCC794
The nucleotide sequence of the isoamylase gene of 2) is shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. The amino acid sequence is shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing. The amino acid sequence according to the one-letter amino acid notation is shown below.

【0019】 MTVSSRRPESTVAVDPGQSYPLGATVYPTG 30 VNFSLYTKYATGVELLLFDDPEGAQPQRTV 60 RLDPHLNRTSFYWHVFIPGIRSGQVYAYRV 90 FGPYAPDRGLCFNPNKVLLDPYARGVVGWQ 120 HYSREAAIKPSNNCVQALRSVVVDPSDYDW 150 EGDRHPRTPYARTVIYELHVGGFTKHPNSG 180 VAPEKRGTYAGLIEKIPYLQSLGVTAVELL 210 PVHQFDRQDAPLGRENYWGYSTMAFFAPHA 240 AYSSRHDPLGPVDEFRDLVKALHQAGIEVI 270 LDVVFNHTAEGNEDGPTLSFKGLANSTYYL 300 LDEQAGYRNYTGCGNTVKANNSIVRSLILD 330 CLRYWVSEMHVDGFRFDLASVLSRDANGNP 360 LSDPPLLWAIDSDPVLAGTKLIAEAWDAAG 390 LYQVGTFIGDRFGTWNGPFRDDIRRFWRGD 420 QGCTYALSQRLLGSPDVYSTDQWYAGRTIN 450 FITCHDGFTLRDLVSYSQKHNFANGENNRD 480 GTNDNYSWNYGIEGETDDPTILSLRERQQR 510 NLLATLFLAQGTPMLTMGDEVKRSQQGNNN 540 AYCQDNEISWFDWSLCDRHADFLVFSRRLI 570 ELSQSLVMFQQNELLQNEPHPRRPYAIWHG 600 VKLKQPDWALWSHSLAVSLWHPRQQEWLYL 630 AFNAYWEDLRFQLPRPPRGRVWYRLLDTSL 660 PNLEACHLPDEAKPCLRRDYIVPARSLLLL 690 MARA* 694 [0019] MTVSSRRPESTVAVDPGQSYPLGATVYPTG 30 VNFSLYTKYATGVELLLFDDPEGAQPQRTV 60 RLDPHLNRTSFYWHVFIPGIRSGQVYAYRV 90 FGPYAPDRGLCFNPNKVLLDPYARGVVGWQ 120 HYSREAAIKPSNNCVQALRSVVVDPSDYDW 150 EGDRHPRTPYARTVIYELHVGGFTKHPNSG 180 VAPEKRGTYAGLIEKIPYLQSLGVTAVELL 210 PVHQFDRQDAPLGRENYWGYSTMAFFAPHA 240 AYSSRHDPLGPVDEFRDLVKALHQAGIEVI 270 LDVVFNHTAEGNEDGPTLSFKGLANSTYYL 300 LDEQAGYRNYT CGNTVKANNSIVRSLILD 330 CLRYWVSEMHVDGFRFDLASVLSRDANGNP 360 LSDPPLLWAIDSDPVLAGTKLIAEAWDAAG 390 LYQVGTFIGDRFGTWNGPFRDDIRRFWRGD 420 QGCTYALSQRLLGSPDVYSTDQWYAGRTIN 450 FITCHDGFTLRDLVSYSQKHNFANGENNRD 480 GTNDNYSWNYGIEGETDDPTILSLRERQQR 510 NLLATLFLAQGTPMLTMGDEVKRSQQGNNN 540 AYCQDNEISWFDWSLCDRHADFLVFSRRLI 570 ELSQSLVMFQQNELLQNEPHPRRPYAIWHG 600 VKLKQPDWALWSHSLAVSLWHPRQQEWL YL 630 AFNAYWEDLRFQLPRPPRGRVWYRLLDTSL 660 PNLEACHLPDEAKPCLRRRDYIVPARSLLLL 690 MARA * 694

【0020】次に、得られたアミノ酸配列から、他の植
物のイソアミラーゼとのアミノ酸配列の相同性を検討し
た。その結果を次の表1に示す。
Next, from the obtained amino acid sequence, the homology of the amino acid sequence with isoamylase of another plant was examined. The results are shown in Table 1 below.

【0021】 表1 シネココッカス(Synechococcus PCC7942)のイソアミラーゼ(IS A) のアミノ酸配列と各種の植物やバクテリアとの相同性(%) 植物種 アミノ酸配列の相同性(%) イネ(Rice) ISA 42.7% トウモロコシ(Maize) ISA 40.9% ラン藻(Synechocystis sp. PCC6803) glgXa 44.1% ラン藻(Synechocystis sp. PCC6803) glgXb 65.2% 大腸菌 glgX 44.5% H.インフルエンザ glgX 40.1% マイコバクテリウム・テュバーキュロシス glgX 45.I% サルホロバス・ソルファタリカス glgX 44.8% シュードモナス・アミロデラモサ ISA 30.3% フラボバクテリウム sp. ISA 33.3% Table 1 Amino acid sequence of synamococcus (Synechococcus PCC7942) isoamylase (ISA) and homology (%) with various plants and bacteria Plant species Amino acid sequence homology (%) Rice ISA 42.7% Maize ISA 40.9% Cyanobacterium (Synechocystis sp. PCC6803) glgXa 44.1% Cyanobacterium (Synechocystis sp. PCC6803) glgXb 65.2% E. coli glgX 44.5% H. Influenza glgX 40.1% Mycobacterium tuberculosis glgX 45. I% Sulfolobus solfataricus glgX 44.8% Pseudomonas amyloderamosa ISA 30.3% Flavobacterium sp. ISA 33.3%

【0022】本発明のシネココッカス(Synechococcus
PCC7942)のイソアミラーゼのアミノ酸配列は、同じラ
ン藻類のシネコシスティス(Synechocystis sp. PCC680
3)の2種類のイソアミラーゼのうち、一方のイソアミラ
ーゼとの相同性が最も高く65.2%であるが、他方と
は44.1%である。他の生物種との相同性はいずれも
50%以下であり、本発明のイソアミラーゼが他の生物
種とは異なる特有のアミノ酸配列を有するものであるこ
とがわかった。本発明のシネココッカス(Synechococcu
s PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子の制限酵素地図を
図7に示す。
The Synechococcus of the present invention
The amino acid sequence of the isoamylase of PCC7942 is the same as that of the cyanobacterium Synechocystis sp.
Among the two types of isoamylases in 3), the homology with one of the isoamylases is the highest, at 65.2%, and is the same at 44.1%. The homology with other species was 50% or less in each case, indicating that the isoamylase of the present invention had a unique amino acid sequence different from that of other species. Synechococcus of the present invention
s PCC7942) is shown in FIG. 7.

【0023】次に、本発明のシネココッカス(Synechoc
occus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子の大腸菌での
発現を検討した。シネココッカス(Synechococcus PCC7
942)のゲノムDNAをテンプレートにイソアミラーゼ
遺伝子のPCR反応を行って増幅した。得られたPCR
産物をTAクローニング(PGEM‐TEasy ベクター:Prolme
ga)し、JM1O9コンビテントセルでトランスフオー
メーションし、これをプレート1及び2に分けてブルー
ホワイトセレクション(Blue white selection)を行っ
た。その結果を次の表2に示す。
Next, Synechococcus of the present invention (Synechoccus)
occus PCC7942) was examined for its expression in Escherichia coli. Synechococcus PCC7
Using the genomic DNA of 942) as a template, PCR was carried out for the isoamylase gene to amplify. The resulting PCR
TA cloning of the product (PGEM-TEasy vector: Prolme
ga), and the resulting mixture was transformed with a JM1O9 competent cell. The resulting plate was divided into plates 1 and 2 and blue white selection was performed. The results are shown in Table 2 below.

【0024】 表2 ブルーホワイトセレクションの結果(コロニー数) ホワイト ブルー ホワイト−ブルー 合計 プレート1 347 193 23 563 プレート2 442 199 12 453 Table 2 Results of Blue White Selection (Number of Colonies) White Blue White-Blue Total Plate 1 347 193 23 563 Plate 2 442 199 12 453

【0025】このプレート1及び2の白の方から任意に
コロニーを14個とり、コロニーPCRでインサートの
確認を行った。結果を図8に図面に代わる写真で示す。
この内の#2、#10、#11、#20、及び#24を
選び、これを大量培養し、プラスミドを抽出した。これ
らをBamHIで加水分解した後の電気泳動図を図9に
図面に代わる写真で示す。この結果、いずれのプラスミ
ドにも760bpの断片があることを確認することがで
き、シークエンスを行った。このシークエンスの結果か
ら5つ全てのクローンにはシネココッカス(Synechococ
cus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子が入っているこ
とを確認した。シークエンスで確認済みの#10を大腸
菌発現用ベクター(PET‐15bベクター)へサプク
ローニングした。トランスフォーメーションを行い、目
的のクローンをコロニーPCRにて確認して選抜した。
確認の結果を図10に図面に代わる写真で示す。さらに
インサートの向きを制限酵素HindIIIで処理にて確
認した。結果を図11に図面に代わる写真で示す。これ
らの結果から#2、及び#16はインサートが正しい方
向で入っていることが確認出来た。
14 colonies were arbitrarily taken from the white sides of the plates 1 and 2, and the insert was confirmed by colony PCR. The result is shown in FIG. 8 by a photograph replacing a drawing.
Among them, # 2, # 10, # 11, # 20, and # 24 were selected, and these were mass-cultured to extract plasmids. The electrophoretogram after hydrolyzing these with BamHI is shown in FIG. As a result, it was possible to confirm that each plasmid had a 760 bp fragment, and the sequence was performed. From the results of this sequence, all five clones contained Synechococcus.
cus PCC7942). # 10 confirmed in the sequence was subcloned into an E. coli expression vector (PET-15b vector). Transformation was performed and the target clone was selected by colony PCR.
The result of the confirmation is shown in FIG. 10 by a photograph replacing the drawing. Furthermore, the orientation of the insert was confirmed by treatment with the restriction enzyme HindIII. The result is shown in FIG. From these results, it was confirmed that inserts # 2 and # 16 were inserted in the correct direction.

【0026】得られた#2、及び#16を、大腸菌(B
L21)にトランスフオーメーションして、目的のシネ
ココッカス(Synechococcus PCC7942)のイソアミラー
ゼの発現実験を行った。しかしながら、加えるIPTG
(1Mイソプロピル−β−D−チオ−ガラクトピレノシ
ド)の濃度、大腸菌培養の温度、SDS‐PAGE前の
処理などの条件を色々検討したが、80kDと予想され
るシネココッカス(Synechococcus PCC7942)のイソア
ミラーゼの発現を確認することはできなかった。遺伝子
が正しい方向で発現ベクターに導入されていることは確
認されたが、その発現が確認できなかった理由は現在の
ところ不明であるが、一般にイソアミラーゼは枝分かれ
構造の元になるα−1,6−グルコース結合を切断する
酵素であり、生体内でむやみにイソアミラーゼが発現が
発現することは、当該生物においてはエネルギーの貯蔵
に支障をきたすということも考えられ、その発現が厳し
く制限されているかもしれない。したがって、イソアミ
ラーゼの発現に当たってはイソアミラーゼ発現用のその
生物に特有のプロモーターが必要ことも充分に考えられ
ることである。
The obtained # 2 and # 16 were used in E. coli (B
L21), and an expression experiment of isoamylase of Synechococcus PCC7942 was performed. However, adding IPTG
Various conditions such as the concentration of (1M isopropyl-β-D-thio-galactopyrenoside), the temperature of E. coli culture, and the treatment before SDS-PAGE were examined. Amylase expression could not be confirmed. Although it was confirmed that the gene was introduced into the expression vector in the correct direction, the reason why the expression could not be confirmed is currently unknown, but generally, isoamylase is a source of α-1, It is an enzyme that cleaves the 6-glucose bond, and the expression of isoamylase unnecessarily in the living body is considered to impair the storage of energy in the organism, and its expression is severely restricted. May be. Therefore, it is fully conceivable that the expression of isoamylase requires an organism-specific promoter for isoamylase expression.

【0027】従来、ラン藻は、ラン藻デンプンと呼ばれ
るグリコーゲン様のα-ボリグルカンを合成すると言わ
れている。しかし、シネコシスティス(Synechocystis
sp.PCC6803)はグリコーゲン様のデンプンを、また、窒
素固定型シネココッカス(Synechococcus)(これは本
発明のシネココッカス(Synechococcus PCC7942)とは
異なる。)は、グリコーゲンとアミロペクチンとの中間
の構造を持つポリグルカンを貯蔵していることが最近明
らかになった(中村ら、未発表)。ポリグルカンの合成段
階において、イソアミラーゼの機能を知るには、イソア
ミラーゼ遺伝子が破壊された生物体をつくり、その表現
型、つまり、ポリグルカンの構造を観察する事が最も直
接的な方法であるといえる。そこで、本発明者らは、ホ
モロガスリコンビネーション(Homologous Recombinati
on)法によりシネココッカス(Synechococcus PCC794
2)のイソアミラーゼ欠損株を作出した。このミュータ
ントのポリグルカンの構造を調べ、イソアミラーゼの機
能を観察しようと試みた。
Conventionally, cyanobacteria are said to synthesize glycogen-like α-boliglucan called cyanobacterial starch. However, Synechocystis
sp.PCC6803) is a glycogen-like starch, and nitrogen-fixed Synechococcus (which is different from Synechococcus PCC7942 of the present invention) is a polyglucan having an intermediate structure between glycogen and amylopectin. Has recently been found to be stored (Nakamura et al., Unpublished). The most direct way to understand the function of isoamylase during the synthesis of polyglucan is to create an organism in which the isoamylase gene has been disrupted and observe its phenotype, that is, the structure of polyglucan. It can be said that. Therefore, the present inventors have proposed a homologous recombination (Homologous Recombinati).
on) method by Synechococcus PCC794
An isoamylase-deficient strain of 2) was created. We examined the structure of this mutant polyglucan and tried to observe the function of isoamylase.

【0028】カナマイシンカセットを用いたホモロガス
リコンビネーション(Homologous Recombination)法の
概要を図12に示す。まず、前記した大腸菌での発現実
験に用いたシークエンス済みの#10(シネココッカス
(Synechococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子が
含まれているTAベクター)に、1.3kbのカナマイ
シン遺伝子をサブクローニングした。制限酵素Hind
III及びBamHIの処理によりインサートの確認を行
った。結果を図13に図面に代わる写真で示す。図13
の左側の(A)はコロニー1Aから1FまでのHind
III処理の結果を示すものであり、図13の右側の
(B)はコロニー1A及び1BのHindIII及びBa
mHIの処理による結果を示すものである。図13の矢
印の箇所が目的の遺伝子の位置である。この結果インサ
ートが行われたことを確認することができた。次いで、
1A、1B、及び1Cのプレートをカナマイシン濃度3
0μg/mlのプレートに植菌し、2週間培養した。さ
らにこのプレートをカナマイシン濃度40μg/mlの
プレートに植菌し、2週間培養した。この株をカナマイ
シン濃度25μg/mlのA−41液体培地でセグレゲ
ーション(Segregation)を行った。コロニーPCRで
結果を確認した。コロニーPCRの結果を図14に図面
に代わる写真で示す。コントロールはシネココッカス
(Synechococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子を
有するコロニーであり、コロニーPCRの結果、イソア
ミラーゼ遺伝子が置き換わり、ホモロガスリコンビネー
ション(HomologousRecombination)が成功したことを
確認することができた。
FIG. 12 shows an outline of a homologous recombination method using a kanamycin cassette. First, a 1.3 kb kanamycin gene was subcloned into the sequenced # 10 (TA vector containing Synechococcus PCC7942 isoamylase gene) used in the expression experiment in Escherichia coli described above. Restriction enzyme Hind
The insert was confirmed by treatment with III and BamHI. The result is shown in FIG. 13 by a photograph replacing a drawing. FIG.
(A) on the left of Hind from colonies 1A to 1F
FIG. 13B shows the results of the III treatment, and (B) on the right side of FIG. 13 shows HindIII and Ba of colonies 1A and 1B.
It shows the result of the mHI processing. The position of the arrow in FIG. 13 is the position of the target gene. As a result, it was confirmed that the insert was performed. Then
Plates of 1A, 1B, and 1C were prepared at a kanamycin concentration of 3
The cells were inoculated on a 0 μg / ml plate and cultured for 2 weeks. Further, this plate was inoculated on a plate having a kanamycin concentration of 40 μg / ml and cultured for 2 weeks. This strain was subjected to segregation in an A-41 liquid medium having a kanamycin concentration of 25 μg / ml. The results were confirmed by colony PCR. The results of the colony PCR are shown in FIG. The control was a colony having the isoamylase gene of Synechococcus PCC7942. As a result of colony PCR, it was confirmed that the isoamylase gene was replaced and that homologous recombination (Homologous Recombination) was successful.

【0029】得られたシネココッカス(Synechococcus
PCC7942)は、イソアミラーゼ遺伝子が欠損した株であ
る。この欠損株のデンプンの構造を解析した。
The resulting Synechococcus (Synechococcus)
PCC7942) is a strain lacking the isoamylase gene. The structure of the starch of this defective strain was analyzed.

【0030】さらに本発明者らは、得られたシネココッ
カス(Synechococcus PCC7942)のイソアミラーゼを発
現させる為に、イネ発現用のベクター(Sco ISA pGTV v
ector)を構築した。構築の概要を図15及び図16に
示す。グルテリンブロモータ一が連結済みのPCRIIに
イネSBEIのシグナルペプチド(B.E.s.p.)をサブク
ローニングし、プラスミドを調製した。このプラスミド
をテンブレートにB.E.s.p.のプライマーでPCR反応を
行った結果を図17に図面に代わる写真で示す。約20
0bpのバンドを確認出来た事からB.E.s.pのサブクロ
ーニングを確認することができた。シークエンスによる
確認の後、#6からグルテリンブロモータ一、B.E.s.p.
とシネココッカス(Synechococcus PCC7942)のイソア
ミラーゼ遺伝子が連結した断片をとり、イネ発現用ベク
ター(pGTV−HPT)にサブクローニングした。ト
ランスフォーメーション後、#1及び2のプラスミドを
とり、PCR(プライマーはシネココッカス(Synechoc
occus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子の前半、後半
のプライマーは塩基配列にNdeIサイトが付加したキ
メラブライマーを用いた。)、制限酵素処理(Hind
III)にて確認を行い、これらを、それぞれ、Sco
ISA PGTV#1、及び#2とした。結果を図18
に図面に代わる写真で示す。図18のレーン2は#1の
PCRの結果(2kbのが目的のバンド)、レーン3は
#2のPCRの結果(2kbのが目的のバンド)、レー
ン4は#1のHindIIIでの処理(840bPが目的
のバンド)、レーン5は#2のHindIIIでの処理
(840bpが目的のバンド)後の結果である。この結
果、イネ発現用のベクター(Sco ISA PGTV vector)が
構築されたことが確認された。
Further, the present inventors have proposed a rice expression vector (Sco ISA pGTV v) in order to express the obtained isoamylase of Synechococcus PCC7942.
ector). An outline of the construction is shown in FIGS. The rice SBEI signal peptide (BEsp) was subcloned into PCRII to which the glutelin promoter had been ligated to prepare a plasmid. FIG. 17 shows the results of PCR reaction of this plasmid with a template using BEsp primers as a photograph replacing the drawing. About 20
Subcloning of BEsp was confirmed from the fact that a band of 0 bp could be confirmed. After confirmation by sequencing, from # 6 glutelin promoter, BEsp
And a fragment in which the isoamylase gene of Synechococcus PCC7942 was ligated, and subcloned into a rice expression vector (pGTV-HPT). After transformation, plasmids # 1 and # 2 were taken and PCR (primers were Synechococcus).
occus PCC7942), a chimera primer having an NdeI site added to the base sequence was used for the first and second half primers of the isoamylase gene. ), Restriction enzyme treatment (Hind
III), and confirm these with Sco
ISA PGTV # 1 and # 2. FIG. 18 shows the results.
Is shown in the photograph instead of the drawing. In FIG. 18, lane 2 is the result of # 1 PCR (2 kb is the target band), lane 3 is the result of # 2 PCR (2 kb is the target band), and lane 4 is # 1 HindIII treatment ( 840 bp is the target band), and lane 5 is the result after the treatment with HindIII of # 2 (840 bp is the target band). As a result, it was confirmed that a vector for rice expression (Sco ISA PGTV vector) was constructed.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】本発明は、配列表の配列番号3及
び4に記載された塩基配列、即ち、 5'-gaaatgcatgtggggggctttac-3' 5'-gccagggtaaagccgtcgtg-3' で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドをPC
R用のプライマーとして使用するものであるが、本発明
のプライマーはこの塩基配列に限定されるものではな
く、生物のゲノムやcDNAなどのライブラリーからイ
ソアミラーゼをコードする遺伝子をクローニングするた
めのPCR用のプライマーとして使用することができる
のであれば、この一部が他の塩基で置換されていてもよ
いし、他のいくつかの塩基が欠失していてもよいし、さ
らにいくつかの塩基がこの配列に付加されていてもよい
し、これらの修飾が組み合わされて修飾されていてもよ
い。修飾の程度は、好ましくは50%以内、より好まし
くは30%以内、更に好ましくは25%以内である。前
記した本発明のイソアミラーゼをクローニングした際
に、このプライマーの塩基配列と実際にクローニングさ
れたイソアミラーゼの該当部分の塩基配列との一致率
は、前者のプライマーで23塩基中の18塩基でったか
ら約78.3%であり、後者では20塩基中の16塩基
であったから80%ということになる。したがって、こ
の程度の修飾が可能であることは具体例においても示さ
れているとおりである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention comprises a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4 in the sequence listing, ie, a nucleotide sequence represented by 5'-gaaatgcatgtggggggctttac-3 '5'-gccagggtaaagccgtcgtg-3' Oligonucleotide to PC
The primer of the present invention is used as a primer for R. However, the primer of the present invention is not limited to this nucleotide sequence, and may be used for PCR to clone a gene encoding isoamylase from a library such as a genome or cDNA of an organism. If it can be used as a primer for, a part of this may be replaced with other bases, some other bases may be deleted, or some bases may be deleted. May be added to this sequence, or these modifications may be combined and modified. The degree of modification is preferably within 50%, more preferably within 30%, even more preferably within 25%. When the above-mentioned isoamylase of the present invention was cloned, the matching rate between the base sequence of this primer and the base sequence of the corresponding portion of the actually cloned isoamylase was 18 bases out of 23 bases with the former primer. Therefore, it is about 78.3%, and in the latter case, it is 80% since it is 16 bases out of 20 bases. Therefore, it is as shown in the specific examples that this level of modification is possible.

【0032】本発明のシネココッカス(Synechococcus
PCC7942)由来のイソアミラーゼは、配列表の配列番号
2に示されるアミノ酸配列を有するものであるが、イソ
アミラーゼ活性を有するならば、この一部が他のアミノ
酸で置換されていてもよいし、他のいくつかのアミノ酸
が欠失していてもよいし、さらにいくつかのアミノ酸が
この配列に付加されていてもよいし、これらの修飾が組
み合わされて修飾されていてもよい。この修飾の程度
は、好ましくは約50%、より好ましくは約30%程
度、更にこのましくは約20%程度であるが、修飾によ
りイソアミラーゼ活性が損なわれないのであれば、これ
に限定されるものではない。前記してきたように、本発
明のイソアミラーゼは公知のイソアミラーゼとアミノ酸
配列の相同性を比較してみても、ラン藻類のシネコシス
ティス(Synechocystis sp. PCC6803)の2種類のイソア
ミラーゼのうちの1種との相同性が最も高く65.2%
であったが、他の生物種との相同性はいずれも50%以
下であるから(前記表1参照)、約50%の修飾をして
も充分に公知のイソアミラーゼとの区別ができるもので
ある。
The Synechococcus of the present invention
The isoamylase derived from PCC7942) has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing. If it has isoamylase activity, a part thereof may be substituted with another amino acid, Some other amino acids may be deleted, some more amino acids may be added to this sequence, or these modifications may be combined and modified. The degree of this modification is preferably about 50%, more preferably about 30%, and even more preferably about 20%, provided that the modification does not impair the isoamylase activity. Not something. As described above, the isoamylase of the present invention is one of the two isoamylases of the cyanobacterial synechocystis (Synechocystis sp. PCC6803) even when comparing the amino acid sequence homology with known isoamylases. With highest homology with 65.2%
However, since the homology with other species is 50% or less (see Table 1 above), it can be sufficiently distinguished from known isoamylase even with modification of about 50%. It is.

【0033】本発明のシネココッカス(Synechococcus
PCC7942)由来のイソアミラーゼ遺伝子は、配列表の配
列番号1に示されるアミノ酸配列を有するものである
が、前記したようにイソアミラーゼのアミノ酸配列の修
飾に伴うか又は伴うことなく本発明の遺伝子の塩基配列
を修飾することができる。例えば、この一部が他の塩基
で置換されていてもよいし、他のいくつかの塩基が欠失
していてもよいし、さらにいくつかの塩基がこの配列に
付加されていてもよいし、これらの修飾が組み合わされ
て修飾されていてもよい。さらに、これらの塩基配列に
ストリージェントな条件下でハイブリダイズし得る塩基
配列を有するものであってもよい。特に、本発明の遺伝
子をシネココッカス(Synechococcus PCC7942)以外の
生物に導入しようとする場合には、導入される生物種に
おける発現効率を向上させるために、適宜その塩基配列
を修飾することは有効である。
The Synechococcus of the present invention
The isoamylase gene derived from PCC7942) has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, and as described above, with or without modification of the amino acid sequence of the isoamylase, The nucleotide sequence can be modified. For example, a part thereof may be replaced with another base, some other bases may be deleted, and some bases may be added to this sequence. And these modifications may be combined and modified. Furthermore, those having a base sequence capable of hybridizing to these base sequences under stringent conditions may be used. In particular, when the gene of the present invention is to be introduced into an organism other than Synechococcus PCC7942, it is effective to appropriately modify its nucleotide sequence in order to improve the expression efficiency in the introduced species. .

【0034】高等植物におけるデンプンの産生には、イ
ソアミラーゼが重要な役割を果たしており、イソアミラ
ーゼの種類により産生されるデンプンの特性が変わって
くるといっても過言ではない。したがって、例えば、イ
ネのイソアミラーゼ遺伝子を欠損させたイネに本発明の
イソアミラーゼ遺伝子を導入すると、そのイネはもはや
従来のイネのデンプンではなく、本発明のイソアミラー
ゼに依存した新しい形態のデンプンを産生することにな
る。これは、アミロペクチンのクラスター構造の形成に
イソアミラーゼが関与しているからであり、本発明のイ
ソアミラーゼを導入されたイネは、従来のイネのデンプ
ンとは当該クラスター構造の異なるアミロペクチンを産
生することになるからである。前述してきたように、ア
ミロペクチンのクラスター構造の微妙な相違が、デンプ
ンの特性を大きく変化させることから(例えば、イネの
ジャポニカとインディカの相違を参照されたい。)、本
発明のイソアミラーゼを用いた新品種の創製は新しいデ
ンプンの創製に大きな役割を果たすものである。
[0034] Isoamylase plays an important role in starch production in higher plants, and it is not an exaggeration to say that the characteristics of starch produced vary depending on the type of isoamylase. Therefore, for example, when the isoamylase gene of the present invention is introduced into a rice deficient in the rice isoamylase gene, the rice is no longer a conventional rice starch, but a new form of starch dependent on the isoamylase of the present invention. Will be produced. This is because isoamylase is involved in the formation of the amylopectin cluster structure, and the rice into which the isoamylase of the present invention has been introduced can produce amylopectin having a different cluster structure from the conventional rice starch. Because it becomes. As described above, since the subtle differences in the cluster structure of amylopectin greatly alter the properties of starch (see, for example, the differences between rice japonica and indica), the isoamylase of the present invention was used. The creation of new varieties plays a major role in the creation of new starches.

【0035】本発明のイソアミラーゼを導入できる生物
としては、デンプンを産生する生物であれば特に制限は
なく、イネ、トウモロコシ、ジャガイモ、小麦など各種
の植物に導入することが可能である。
The organism into which the isoamylase of the present invention can be introduced is not particularly limited as long as it is an organism producing starch, and can be introduced into various plants such as rice, corn, potato and wheat.

【0036】[0036]

【実施例】次に実施例により本発明をより詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0037】実施例1 (ゲノムからのPCR) イソアミラーゼに共通にみられる配列(保存領域)から
プライマーをデザインし、配列番号3及び配列番号4に
示される塩基配列からなるプライマーを用いて、シネコ
コッカス(Synechococcus PCC7942)のゲノムDNAを
テンプレートにPCRを行った。PCR反応は次のよう
に行った。 ・ホットスタート法 92℃で1分間、72℃で1分間、10分間保持してこ
の間にExTaqをいれた。92℃で1分間、55℃又
は60℃で1分間。この3つのサイクルを30サイクル
行った後、72℃で3分間保持し、4℃に冷却した。長
さがイネのイソアミラーゼcDNAと一致し、最もきれ
いに増幅したバンドを、ダイ・ターミネーター(Dye Te
rminator)法でシークエンスしDNAプロープを得た。
Example 1 (PCR from genome) Primers were designed from sequences (conserved regions) commonly found in isoamylases, and Synechococcus was synthesized using primers consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4. PCR was performed using genomic DNA of (Synechococcus PCC7942) as a template. The PCR reaction was performed as follows. -Hot start method It was held at 92 ° C for 1 minute and at 72 ° C for 1 minute and 10 minutes, and ExTaq was added during this time. 1 minute at 92 ° C, 1 minute at 55 ° C or 60 ° C. After performing these three cycles for 30 cycles, the temperature was kept at 72 ° C. for 3 minutes and cooled to 4 ° C. The band that matched the length of the rice isoamylase cDNA and amplified the most neatly was the dye terminator (Dye Te
rminator) to obtain a DNA probe.

【0038】実施例2 (ゲノムDNAクローンの単
離) 実施例1で得られたDNAプロープを用いてプラークハ
イブリダイゼーションを行った。操作はECLキット(A
mersham)の説明書に従った。 (1)プローブの作成 目的の大きさのバンドが得られたPCR反応条件でPC
Rにより、反応液が200μlほどになるまで増幅し
た。次に電気泳動で確認し、目的のバンドをカッターナ
イフで切り取りゲルネビュライザー、マイクロピュアー
0.22を用いてDNAを回収し、その後エタノール沈
殿を行った。 (2)プローブのラベル化 工ッペンドルフチュープにプローブDNA断片(10n
g/μl)25μlを入れ、沸騰した水に5分つけた。
次に氷上で冷却し、ラベル化試薬25μlを加えた。次
いでグルタルアルデヒド25μlを加え、37℃で10
分間インキュベートして、DNAプローブをラベル化し
た。 (3)プレートの作成 14mlのファルカンチユープに1×λ希釈緩衝液10
0μl、宿主大腸菌(OD600=0.5)600μ
l、ファージDNA10μl(プレ実験を行い量を決め
た。)をそれぞれ加え、37℃で15分間インキユベー
トした。その後、LB+10mM MgS0ソフトト
ップアガロース7mlを加え、LB+10mM MgS
プレートにまき、クリーンベンチ内で乾かした。そ
の後、37℃で約8時間インキュベートし、4℃で保存
した。
Example 2 (Isolation of Genomic DNA Clones) Plaque hybridization was carried out using the DNA probe obtained in Example 1. Operation is ECL kit (A
mersham). (1) Preparation of probe PC under the PCR reaction conditions where a band of the desired size was obtained.
The reaction was amplified by R until the reaction solution became about 200 μl. Next, it was confirmed by electrophoresis, the target band was cut out with a cutter knife, the DNA was recovered using a gel nebulizer and Micropure 0.22, and then ethanol precipitation was performed. (2) Labeling of probe A probe DNA fragment (10 n
g / μl) and placed in boiling water for 5 minutes.
Then, the mixture was cooled on ice, and 25 μl of the labeling reagent was added. Then, 25 μl of glutaraldehyde was added and the mixture was added at 37 ° C. for 10 hours.
After incubating for minutes, the DNA probe was labeled. (3) Preparation of plate 1 × λ dilution buffer 10 in 14 ml of farcanupe
0 μl, host E. coli (OD600 = 0.5) 600 μl
1 and 10 μl of phage DNA (the amount was determined by performing a pre-experiment), and the mixture was incubated at 37 ° C. for 15 minutes. Thereafter, the LB + 10 mM MgSO 4 soft top agarose 7ml addition, LB + 10 mM MgS
0 4 seeded to the plate and dry in a clean bench. Thereafter, the mixture was incubated at 37 ° C. for about 8 hours and stored at 4 ° C.

【0039】(4)ハイブリダイゼーション プレートを氷上で冷やし、ピンセットでメンプランをプ
レートからゆっくりとはがした。DNAのついている面
を下にしてメンプランをアルカリ液につけた(2分
間)。次に中和液につけた(2分間)後、5×SSCで
洗浄した。これを、ハイブリダイゼーション専用のチュ
ーブに入れ、5×SSCを加え、42℃で5分間、次い
で、ハイブリダイゼーションバッファー(42℃)50
ml入れ、42℃で1時間プレハイブリダイゼーション
を行った後、ハイブリダイゼーショシバッファーを取り
出し、これに前記(2)で作成したラベル化プローブを
加えた。その後、ハイブリダイゼーション専用のチュー
ブに戻し、42℃で1晩インキュベートした。次いで、
ハイブリダイゼーションバッファーを捨て、5×SS
C、及びプライマリーウオッシュバッファー(+Urea,42
℃)で洗浄した後、ハイブリダイゼーション専用のチュ
ーブからメンブレンを取り出し、2×SSCで洗浄し
た。洗浄後、直ちに検出を行った。 (5)検出 2×SSCからメンブレンを取り出し、検出試薬1(Ame
rsham LiieScience)と検出試薬2(Amersham Life Scien
ce)を10mlづつ入れ、よく混ぜた。DNAのついて
いる面を下にしてメンブレンを試薬に1分間つけた。カ
セット内のビニールの中にメンブレンを入れ、明かりを
消し、Kodak Scientific lmagine Film(Kodak)をビニー
ルの上にのせ、カセットを閉じた。1時間後、現像を行
った。プラークハイブリダイゼーション第2次スクリー
ニングまで行った。そのうち最もシグナルの強いプラー
クをとった。この操作により、シネココッカス(Synech
ococcus PCC7942)のゲノムライブラリーからイソアミ
ラーゼ遺伝子が含まれている断片を単離した。 (6)イソアミラーゼ遺伝子の塩基配列の決定 プラークハイブリダイゼーションの結果のうちとくにポ
ジティブのシグナルが強いプラークを単離した。ファー
ジからDNAを調製し、pUC118,119などのべ
クターにEcoRIのサイトでサブクローニングした。次
に制限酵素地図を作成し、イソアミラーゼ遺伝子を様々
な制限酵素で短い断片に分け、サブクローニングしダイ
・プライマー(Dye Primer)法によりシークエンスを行
った。
(4) Hybridization The plate was cooled on ice, and the membrane was slowly removed from the plate with tweezers. The membrane was soaked in alkaline solution with the DNA side down (2 minutes). Next, the plate was soaked in a neutralizing solution (for 2 minutes) and then washed with 5 × SSC. This is put in a tube dedicated to hybridization, 5 × SSC is added, and the mixture is added at 42 ° C. for 5 minutes, and then the hybridization buffer (42 ° C.) 50
After pre-hybridization was carried out at 42 ° C. for 1 hour, the hybridization buffer was taken out, and the labeled probe prepared in the above (2) was added thereto. Thereafter, the tube was returned to a hybridization-dedicated tube and incubated at 42 ° C. overnight. Then
Discard hybridization buffer, 5 × SS
C and primary wash buffer (+ Urea, 42
C), the membrane was taken out of the tube dedicated for hybridization, and washed with 2 × SSC. Immediately after washing, detection was performed. (5) Detection Take out the membrane from 2 × SSC and use detection reagent 1 (Ame
rsham LiieScience) and Detection Reagent 2 (Amersham Life Scien
ce) was added in 10 ml portions and mixed well. The membrane was immersed in the reagent for 1 minute with the DNA side down. The membrane was put in the vinyl in the cassette, the light was turned off, Kodak Scientific lmagine Film (Kodak) was placed on the vinyl, and the cassette was closed. After 1 hour, development was performed. The plaque hybridization was performed until the second screening. The plaque with the strongest signal was selected. By this operation, Synechococcus (Synech
ococcus PCC7942), a fragment containing the isoamylase gene was isolated. (6) Determination of base sequence of isoamylase gene Among plaque hybridization results, plaques having particularly strong positive signals were isolated. DNA was prepared from the phage and subcloned into a vector such as pUC118, 119 at the EcoRI site. Next, a restriction enzyme map was prepared, the isoamylase gene was divided into short fragments with various restriction enzymes, subcloned, and sequenced by the Dye Primer method.

【0040】得られた本発明のイソアミラーゼの塩基配
列を配列番号1に、そのアミノ酸配列を配列番号2に示
す。制限酵素地図を図7に示す。本発明のイソアミラー
ゼのアミノ酸配列の相同性を表1に示す。
The nucleotide sequence of the obtained isoamylase of the present invention is shown in SEQ ID NO: 1, and its amino acid sequence is shown in SEQ ID NO: 2. FIG. 7 shows a restriction enzyme map. Table 1 shows the amino acid sequence homology of the isoamylase of the present invention.

【0041】実施例3 (イソアミラーゼ遺伝子の大腸
菌での発現) (1)発現ベクターの構築 シネココッカス(Synechococcus PCC7942)のゲノムD
NAをテンプレートにしてイソアミラーゼ遺伝子のPC
R反応を行った。このときのプライマーは外注したNd
eIサイトの付加したキメラプライマーを用いた。PC
Rサイクルは92℃で3分処理した後、92℃で30
秒、65℃で30秒、72℃で2分のサイクルを30サ
イクル繰り返した。反応後は4℃で保存した。 ここで
得られたPCR産物を低融点アガロースゲルを用いて電
気泳動し、目的のバンドを切り出しDNAの抽出操作を
行った。得られたPCR産物をTAクローニング(PGEM
ゝEasy Vector:Prolmega)し、JM109コンピテント
セルでトランスフオーメーションした。ブルーホワイト
セレクション(Blue white selection)から白いコロニ
ーだけを14個選抜した。それらのコロニーを大量に培
養し、プラスミドの抽出を行った。これらプラズミドD
NAの制限酵素処理、ネステッドPCR(nested PCR)
の結果から#2,10,11,20,24はインサート
にシネココッカス(Synechococcus PCC7942)のイソア
ミラーゼ遺伝子が入っている可能性が高いので(図8及
び図9参照)、シークエンシング(Sequencin
g)を行なった。シークエンシングの結果から#2,1
0,11,20,24すべてのクローンにシネココッカ
ス(Synechococcus PCC7942)のイソアミーラーゼ遺伝
子が入っていることが確認できた。これらの中から#1
0を大腸菌発現用ベクター(pET15b)にサブクロ
ーニング(NdeIサイト)した。このベクターはHi
s−Tag配列を持っており、それ故、発現産物を金属
イオンと結合したHis‐Bind resinによる
キレートクロマトグラフイーによりワンステップで精製
が行える。JM109にトランスフォーメーション後、
アンピシリンプレートにまき、コロニーPCRにてコロ
ニーの選抜を行った。この選抜により#2と#3にシネ
ココッカス(Synechococcus PCC7942)のイソアミラー
ゼ遺伝子が含まれていることが分かった。完成した発現
用プラスミドをT7RNAポリメラーゼ発現系を持つ宿
主大腸菌(BL21)にトランスフオーメーションし
た。ここでとられたトランスフォーマットをPCRによ
り確認(図10参照)の後、遺伝子の方向が正しいか制
限酵素で確認を行った(図11参照)。この確認から#
2と#16をタンパク発現実験に用いた。
Example 3 (Expression of Isoamylase Gene in Escherichia coli) (1) Construction of Expression Vector Genome D of Synechococcus PCC7942
PC of isoamylase gene using NA as template
An R reaction was performed. The primer at this time was Nd
A chimeric primer to which an eI site was added was used. PC
The R cycle is performed at 92 ° C for 3 minutes, and then at 92 ° C for 30 minutes.
A cycle of 30 seconds at 65 ° C. and 2 minutes at 72 ° C. was repeated 30 times. After the reaction, it was stored at 4 ° C. The PCR product obtained here was subjected to electrophoresis using a low-melting point agarose gel, the target band was cut out, and the DNA was extracted. The obtained PCR product is subjected to TA cloning (PGEM
(Easy Vector: Prolmega) and transformed with a JM109 competent cell. From the blue white selection, only 14 white colonies were selected. These colonies were cultured in large quantities and plasmids were extracted. These Plasmid D
NA restriction enzyme treatment, nested PCR
According to the results of # 2, 10, 11, 20, and 24, it is highly probable that Synomecoccus (Synechococcus PCC7942) isoamylase gene is contained in the insert (see FIGS. 8 and 9), so that sequencing (Sequencin) was performed.
g) was performed. # 2,1 from the sequencing results
It was confirmed that all the clones 0, 11, 20, and 24 contained the isoamylase gene of Synechococcus PCC7942. # 1 out of these
0 was subcloned (NdeI site) into an E. coli expression vector (pET15b). This vector is Hi
It has the s-Tag sequence, and therefore, can be purified in one step by chelation chromatography with His-Bind resin in which the expression product is bound to a metal ion. After transformation to JM109,
The seeds were spread on an ampicillin plate, and colonies were selected by colony PCR. This selection revealed that # 2 and # 3 contained the synamococcus (Synechococcus PCC7942) isoamylase gene. The completed expression plasmid was transformed into host Escherichia coli (BL21) having a T7 RNA polymerase expression system. After confirming the transformat taken here by PCR (see FIG. 10), it was confirmed with a restriction enzyme whether the direction of the gene was correct (see FIG. 11). From this confirmation #
2 and # 16 were used for protein expression experiments.

【0042】(2)シネココッカス(Synechococcus PC
C7942)のイソアミラーゼタンパクの発現 LB 1mlにアンピシリン(50μg/ml)を加え
てトランスフオーメーシヨンした菌を37℃で一晩培養
した。スーパーブロス(Super Broth)(5ml,、a
mp:50μg/ml)に25%の前培養液を加えた。
3時間後にOD600をチェックした。OD600が
0.6〜1.0になるのを確認し、最終濃度が1mMに
なるようにIPTG(1Mイソプロピル−β−D−チオ
−ガラクトピレノシド)を加えた。2.5時間後に1m
lをとり、遠心で集菌し1M トリス塩酸(pH8.
0)を50μl加え、サンプルバッファー50μlを加
えてピペッテングし100℃で5分間反応させて、SD
S PAGEを行った。
(2) Synechococcus PC
Expression of isoamylase protein of C7942) An ampicillin (50 μg / ml) was added to 1 ml of LB, and the transformed cells were cultured at 37 ° C. overnight. Super Broth (5 ml, a
mp: 50 μg / ml) with a 25% preculture.
OD600 was checked after 3 hours. After confirming that the OD600 was 0.6 to 1.0, IPTG (1M isopropyl-β-D-thio-galactopyrenoside) was added to a final concentration of 1 mM. 1m after 2.5 hours
Take 1 liter, collect the cells by centrifugation, and add 1M Tris-HCl (pH 8.
0) was added, 50 μl of sample buffer was added, pipetted, and reacted at 100 ° C. for 5 minutes.
S PAGE was performed.

【0043】実施例4 (シネココッカス(Synechococ
cus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子 のホモ
ロガスリコンビネーション(Homologous Recombinatio
n)法によ る遺伝子破壊 (1)ベクターの構築 図12にホモロガスリコンビネーション(Homologous R
ecombination)法によるベクターの構築の概要を示す。
シネココッカス(Synechococcus PCC7942)のゲノムD
NAをテンプレートにイソアミラーゼ遺伝子のPCR反
応を行った。プライマーは大腸菌での発現実験で外注し
たNde Iサイトの付加したキメラプライマーを用い
た。PCRサイクルは92℃で3分処理した後、92℃
で30秒、65℃で30秒、72℃で2分のサイクルを
30サイクル繰り返した。反応後は4℃で保存した。こ
こで得られたPCR産物を低融点アガロースゲルを用い
て電気泳動し、目的のバンドを切り出しDNAの抽出操
作を行った。得られたPCR産物をTAクローニング
(PGEMゝEasy Vector:Promega)し、JM109コンビ
テントセルでトランスフオーメーシヨンした。コロニー
セレクションで白いコロニーだけを14個選抜した。そ
れらのコロニーを大量に培養し、プラズミドの抽出を行
った。これらプラスミドDNAの制限酵素処理、ネステ
ッドPCR(nested PCR)の結果から#2,10,1
1,20,24はインサートにシネココッカス(Synech
ococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子が入ってい
る可能性が高いのでシークエンス(Sequencin
g)を行なった。シークエンスの結果から#2,10,
11,20,24すべてのクローンにシネココッカス
(Synechococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子が
入っていることが確認できた。これらの中から#10を
遅疑の実験に使用した。#10とカナマイシンカセット
をBamHIで制限酵素処理した。制限酵素処理後、低
融点アガロースゲルで電気泳動し、目的のDNA断片を
回収した。CIP処理後、ライゲーション(Ligation h
igh:TOYOBO)反応を行った。JM109コンピテントセ
ルでトランスフオーメーションし、カナマイシン培地で
選抜を行った。任意にクローンを選抜し培養後、プラス
ミドを抽出した。それらクローンの制限酵素処理の結果
から2つ(1A.1B)クローンを選抜し(図13参
照)、クローン1Cも加え、これらをホモロガスリコン
ビネーション(Homologous Recombination)法に用い
た。
Example 4 (Synechococ (Synechococ)
Homologous Recombinatio of the isoamylase gene of P. cus PCC7942)
n) Gene disruption by the method (1) Construction of vector Figure 12 shows the homologous recombination (Homologous R).
The outline of the construction of the vector by the ecombination method is shown.
Genome D of Synechococcus PCC7942
A PCR reaction of the isoamylase gene was performed using NA as a template. As a primer, a chimeric primer to which an NdeI site was added, which was outsourced in an expression experiment in E. coli, was used. The PCR cycle was performed at 92 ° C for 3 minutes, and then at 92 ° C.
For 30 seconds, at 65 ° C. for 30 seconds, and at 72 ° C. for 2 minutes, 30 cycles were repeated. After the reaction, it was stored at 4 ° C. The PCR product obtained here was subjected to electrophoresis using a low-melting point agarose gel, the target band was cut out, and the DNA was extracted. The obtained PCR product was subjected to TA cloning (PGEM @ Easy Vector: Promega) and transformed with a JM109 competent cell. Only 14 white colonies were selected by colony selection. These colonies were cultured in large quantities and plasmids were extracted. From the results of restriction enzyme treatment of these plasmid DNAs and nested PCR (nested PCR), # 2, 10, 1
1,20,24 are Synechococcus inserts
ococcus PCC7942) is highly likely to contain the isoamylase gene.
g) was performed. # 2,10,
It was confirmed that all of the clones 11, 20, and 24 contained the isoamylase gene of Synechococcus PCC7942. Of these, # 10 was used in the suspected experiment. # 10 and the kanamycin cassette were digested with BamHI. After the treatment with the restriction enzyme, electrophoresis was performed on a low-melting point agarose gel, and the target DNA fragment was recovered. After CIP treatment, ligation (Ligation h
igh: TOYOBO) reaction. Transformation was performed using JM109 competent cells, and selection was performed using a kanamycin medium. After arbitrarily selecting and culturing clones, plasmids were extracted. Two (1A.1B) clones were selected from the results of the restriction enzyme treatment of these clones (see FIG. 13), clone 1C was also added, and these were used in the homologous recombination method.

【0044】(2)ホモロガスリコンビネーション(Ho
mologous Recombination) シネココッカス(Synechococcus PCC7942)SPCを
O.D730=1付近まで培養(LOW light,air)し、
30ml採取する。遠心分離(3000rpm,5mi
n,R.T)し、ラン藻細胞の沈殿物を得た。この沈殿
にA‐41培地1ml、前記(1)で得たベクター4μ
g加えた。暗所で30℃,24時間振とう培養させた
後、カナマイシンプレート(10μg/ml)に播い
た。これらを更にセグレゲーション(Segregation)に
かけ、PCRでこの進み具合を確認した。ラン藻は8〜
9倍体と知られているので、すべてが変異体(mutant)
に置き換わるまでセグレゲーション(Segregation)を
進めた(最終カナマイシン濃度40μg/ml)。これ
らをA−41寒天培地にまき、シングルコロニーをと
り、PCRで変異体(mutant)の確認を行った。結果を
図14に示す。この様にして確認されたシングルコロニ
ーは、シネココッカス(Synechococcus PCC7942)のイ
ソアミラーゼ遺伝子欠損変異体であった。
(2) Homologous recombination (Ho)
mologous Recombination) Synechococcus PCC7942 SPC Cultivate until D730 = 1 (LOW light, air),
Collect 30 ml. Centrifugation (3000 rpm, 5 mi
n, R. T) to obtain a precipitate of cyanobacterial cells. 1 ml of A-41 medium, 4 μl of the vector obtained in the above (1) were added to the precipitate.
g was added. After shaking culture at 30 ° C. for 24 hours in the dark, the cells were seeded on a kanamycin plate (10 μg / ml). These were further subjected to segregation, and the progress was confirmed by PCR. Cyan algae 8 ~
All are mutants because they are known as haploids
Segregation was proceeded until it was replaced (final kanamycin concentration 40 μg / ml). These were spread on an A-41 agar medium, a single colony was picked, and a mutant was confirmed by PCR. FIG. 14 shows the results. The single colony confirmed in this manner was an isoamylase gene deficient mutant of Synechococcus PCC7942.

【0045】実施例5 (ラン藻デンプンの構造解析) (1)ラン藻デンプンの抽出 ラン藻をO.D730=3.5付近まで培養させた。こ
の時A‐41Feスターブ(Fe stave)培地を用いた。
培養条件は、暗所でCO濃度の高い条件であった。こ
の培養液を500mlチューブに入れ、遠心器(KUBOTA
KR-20000T)で3000rpm、10分間で集菌した。
上清を捨て、90%メタノールを加えた。よく境拝し、
細胞を破壊した後、遠心処理(3000rpm、10分
間)を行った。この沈殿に90%DMSO(ジメチルス
ルオキシド)を少量加え、たまに撹拌しながら90℃で
2時間煮沸し、デンプンを抽出した。10分放冷後、5
0mlファルコンチューブに分注し、1000rpm、
30℃、20分間遠心分離させた。この上清を1Lガロ
ン瓶にとり、残った沈殿にDMSOを少量加え、この操
作を2度繰り返し、上清を得た。この得られた上清に1
00%エタノールを1Lガロン瓶にメスアップした。‐
20℃で8時間以上冷却させ、デンプンの沈殿を得た。
Example 5 (Structural Analysis of Cyanobacterial Starch) (1) Extraction of Cyanobacterial Starch The culture was carried out to around D730 = 3.5. At this time, an A-41 Fe stave medium was used.
The culture conditions were high CO 2 concentration in the dark. This culture solution is placed in a 500 ml tube and centrifuged (KUBOTA
KR-20000T) at 3000 rpm for 10 minutes.
The supernatant was discarded and 90% methanol was added. Worship well,
After the cells were broken, centrifugation (3000 rpm, 10 minutes) was performed. A small amount of 90% DMSO (dimethyl sulfoxide) was added to the precipitate, and the mixture was boiled at 90 ° C. for 2 hours with occasional stirring to extract starch. After cooling for 10 minutes, 5
Dispense into 0ml Falcon tube, 1000rpm,
The mixture was centrifuged at 30 ° C for 20 minutes. The supernatant was taken in a 1 L gallon bottle, a small amount of DMSO was added to the remaining precipitate, and this operation was repeated twice to obtain a supernatant. Add 1 to the obtained supernatant.
00% ethanol was made into a 1 L gallon bottle. -
The mixture was cooled at 20 ° C. for 8 hours or more to obtain starch precipitate.

【0046】(2)キャピラリー電気泳動法によるポリ
グルカンの鎖長分布解析 ふた付きガラス管にデンプン(15〜20mg)を入
れ、100%メタノールを5ml加え、ときどき撹拌し
ながら10分間煮沸した。放冷後、3000rpmで常
温で5分遠心分離し、上清を吸引で除去した。沈殿に9
0%メタノールを5m加え、撹拌して常温で5分間遠心
分離し、上清を吸引で除去した。この操作をもう一度繰
り返し、沈殿を少し熱してメタノールを留去し、285
μlの蒸留水を加えて撹拌し、15μlの5N NaO
Hを加え、5分間煮沸した。放冷後100%酢酸9.6
μl、600mM 酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.
4)100μl、2% NaN 15μl、蒸留水1
089.6μlを加え、イソアミラーゼを3μl加え
た。デンプンが均一になるように、37℃で撹拌しなが
らインキュベートした。20分間煮沸し、放冷後、工ッ
ペンドルフチューブにデカンテーションで入れ替えて、
常温で15000rpm、2分間遠心分離した。上清
0.5〜1mlを、工ッペンドルフチュープに詰めた脱
イオンしたカラム(Bioヽad AG 501=8(D))に通して脱
イオン操作を行った。脱イオンしたサンプルの糖量を改
良パークジョンソン(Modified Park Johnson)法(生
物化学実験法19澱粉・関連糖質実験法第125頁参
照)で定量した。改良パークジョンソン(Modified Par
k Johnson)法は鎖長の長短に関わらず還元末端の数を
正確に定量する方法として確立され方法である。まず、
検量線を作成し、定量したいサンプル2μlに198μ
lの蒸留水を加えた。標準液およびサンプルにA液10
0μl、B液100μlを加え、15分間煮沸した。煮
沸後、流水で10分間水冷し、C液500μlを加え、
20分間放置した。さらに、C液500μlを加えて2
0分後に分光光度計で715nmの吸光度を測定し、各
サンプルで5nmolが何μlになるかを計算した。
(2) Chain length distribution analysis of polyglucan by capillary electrophoresis A starch (15 to 20 mg) was placed in a glass tube with a lid, 5 ml of 100% methanol was added, and the mixture was boiled for 10 minutes with occasional stirring. After standing to cool, the mixture was centrifuged at 3000 rpm at room temperature for 5 minutes, and the supernatant was removed by suction. 9 for sedimentation
5 m of 0% methanol was added, the mixture was stirred, centrifuged at room temperature for 5 minutes, and the supernatant was removed by suction. This operation was repeated once more.
Add 1 μl of distilled water, stir and add 15 μl of 5N NaO
H was added and boiled for 5 minutes. 100% acetic acid 9.6 after standing to cool
μl, 600 mM sodium acetate buffer (pH 4.
4) 100 μl, 2% NaN 3 15 μl, distilled water 1
089.6 μl was added, and 3 μl of isoamylase was added. Incubation was carried out at 37 ° C. with stirring so that the starch was homogeneous. Boil for 20 minutes, allow to cool, replace with a decantation tube
The mixture was centrifuged at room temperature at 15000 rpm for 2 minutes. 0.5 to 1 ml of the supernatant was passed through a deionized column (Bio @ ad AG 501 = 8 (D)) packed in a Köppendorf tube to perform a deionization operation. The sugar content of the deionized sample was quantified by the Modified Park Johnson method (see Biochemistry Experiment 19, Starch and Related Carbohydrate Experiments, page 125). Improved Park Johnson (Modified Par
k Johnson) method is an established method for accurately quantifying the number of reducing ends regardless of the length of the chain. First,
Create a calibration curve and add 198 μl to 2 μl of the sample to be quantified.
1 of distilled water was added. A solution 10 for standard solution and sample
0 μl and 100 μl of solution B were added, and the mixture was boiled for 15 minutes. After boiling, water-cooled with running water for 10 minutes, added 500 μl of solution C,
Left for 20 minutes. Further, add 500 μl of solution C to
After 0 minute, the absorbance at 715 nm was measured with a spectrophotometer, and the number of μl of 5 nmol in each sample was calculated.

【0047】実施例6 (シネココッカス(Synechococ
cus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子 のイネ
(sug‐1)への形質導入) (1)イネ発現用ベクターの構築 胚乳に特異的に発現するグルテリンのプロモーターに枝
分かれ酵素(Branching Enzyme)のシグナルとシネココ
ッカス(Synechococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺
伝子を連結させた(図15参照)。枝分かれ酵素(Bran
ching Enzyme)のシグナルは、 AACCATGGDGTGTCTCACCTCCTCTTC(FOWard):CCATGG=Nco
Iサイト ATACTAGTCACCATAGTTTTGTTTTTTCG(Reverse):ACTAGT=S
pe lサイト を用いたPCRにより調製した。シネココッカス(Syne
chococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子は、 ATACTAGTTCCCGTCGTCGCCCTGAATCG(FoWard):ACTAGT=Sp
e Iサイト ATGAGCTCTTAAGCACGAGCCATCACC(Reverse):GAGCTC=Sa
c Iサイト を用いたPCRにより調製した。それぞれのPCR産物
は低融点アガロースゲル電機泳動後、目的のフラグメン
トをとり、DNAを抽出した。抽出したDNA断片は次
の操作まで4℃で保存した。GluB−1が連結してい
るPCRIIベクターを制限酵素NcoI,SpeIで処理
した。同様に枝分かれ酵素(Branching Enzyme)のシグ
ナルのPCR断片も制限酵素NcoI,SpeIで処理し
た。制限酵素処理したそれぞれのDNA溶液は低融点ア
ガロースゲル電気泳動後、目的のフラグメントをとり、
DNAを抽出した。それぞれのDNA濃度を定量後、ラ
イゲーション(Ligation High:TOYOBO)をおこなった。
アンピシリンプレートにまき、コロニーPCRによって
グルテリンのプロモーターに枝分かれ酵素(Branching
Enzyme)のシグナルが正しく連結してあるものを選抜し
た(図17参照)。選抜されたコロニーのプラスミドを
抽出し、これとシネココッカス(Synechococcus PCC794
2)のイソアミラーゼ遺伝子を制限酵素Spel,Sa
clで処理し、上と同様の操作でグルテリンのプロモー
ターに前記シグナルとシネココッカス(Synechococcus
PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子が連結されたものを
選抜した。この様にして選抜された#6を制限酵素処理
による確認の後、シークエンス(Sequencing)を行っ
た。
Example 6 (Synechococ)
(1) Construction of rice expression vector A signal of an enzyme (Branching Enzyme) branched from a glutelin promoter specifically expressed in endosperm and a synechococcus ( Synechococcus PCC7942) was ligated (see FIG. 15). Branching enzyme (Bran
ching Enzyme) signal is AACCATGGDGTGTCTCACCTCCTCTTC (FOWard): CCATGG = Nco
I site ATACTAGTCACCATAGTTTTGTTTTTTCG (Reverse): ACTAGT = S
It was prepared by PCR using a pe1 site. Synechococcus (Syne
chococcus PCC7942) isoamylase gene is ATACTAGTTCCCGTCGTCGCCCTGAATCG (FoWard): ACTAGT = Sp
e I site ATGAGCTCTTAAGCACGAGCCATCACC (Reverse): GAGCTC = Sa
It was prepared by PCR using the cI site. After subjecting each PCR product to low melting point agarose gel electrophoresis, a target fragment was taken and DNA was extracted. The extracted DNA fragment was stored at 4 ° C. until the next operation. The PCRII vector to which GluB-1 was linked was treated with restriction enzymes NcoI and SpeI. Similarly, the PCR fragment of the signal of the branching enzyme (Branching Enzyme) was treated with the restriction enzymes NcoI and SpeI. Each DNA solution treated with the restriction enzyme was subjected to low-melting point agarose gel electrophoresis, and then the target fragment was taken.
DNA was extracted. After quantifying each DNA concentration, ligation (Ligation High: TOYOBO) was performed.
Spreading on ampicillin plate, enzymatic branching to glutelin promoter by colony PCR (Branching
Enzyme) were selected if they were correctly linked (see FIG. 17). The plasmid of the selected colony was extracted, and this was added to Synechococcus (Cynechococcus PCC794).
The isoamylase gene of 2) is replaced with restriction enzymes Spel and Sa.
cl and the above signal and Synechococcus (Synechococcus) were added to the glutelin promoter in the same manner as above.
Those to which the isoamylase gene of PCC7942) was linked were selected. After confirming the thus selected # 6 by treatment with a restriction enzyme, sequencing was performed.

【0048】これをイネ発現用ベクター(pGTV−H
PT)にサブクローニングした。その概要を図16に示
す。pGTV‐HPTを制限酵素SalI,SacIで処
理した。グルテリンのプロモーターに枝分かれ酵素(Br
anching Enzyme)のシグナルとシネココッカス(Synech
ococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子が連結して
ある事が確認されたPCRIIベクター#6を制限酵素S
alI,SacIで処理した。制限酵素処理したそれぞれ
のDNA溶液は低融点アガロースゲル電気泳動後、目的
のフラグメントをとり、DNAを抽出した。それぞれの
DNA濃度を定量後、ライゲーション(Ligation High:
TOYOBO)をおこなった。カナマイシンプレートにまき、
コロニーPCRによってインサートの確認を行った(図
18参照)。選抜されたコロニーのプラスミドを調製し
た。
This was transformed into a rice expression vector (pGTV-H
PT). The outline is shown in FIG. pGTV-HPT was treated with restriction enzymes SalI and SacI. Glutelin Promoter Branched to Enzyme (Br
anching Enzyme signal and Synechococcus (Synech)
ococcus PCC7942) PCRII vector # 6 confirmed to be linked to the isoamylase gene
It was treated with alI and SacI. Each DNA solution treated with a restriction enzyme was subjected to low-melting point agarose gel electrophoresis, and then a target fragment was taken therefrom to extract DNA. After quantifying each DNA concentration, ligation (Ligation High:
TOYOBO). Sow the kanamycin plate,
The insert was confirmed by colony PCR (see FIG. 18). Plasmids of the selected colonies were prepared.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明は、各種の生物かイソアミラーゼ
をクローニングするための汎用性のあるPCR用のプラ
イマーを提供するものであり、本発明のプライマーは特
異性が有り、かつ効率がよいので、これを使用すること
により、選択的に簡便にイソアミラーゼ遺伝子をクロー
ニングすることができるようになるだけでなく、当該生
物がイソアミラーゼを有しているか否かを簡便な方法で
知ることができる。イソアミラーゼはアミロペクチンの
生合成に深く関与していることから、イソアミラーゼの
存在を確認することにより、その生物がアミロペクチン
を産生しているか否かを知ることもできる。また、本発
明は新規イソアミラーゼを提供するものであり、本発明
のイソアミラーゼを各種の高等植物の導入することによ
り、新種のアミロペクチンを産生させることも可能とな
る。アミロペクチンを成分とするデンプンは食品のみな
らず、糊などの接着剤や各種の添加剤などの工業用の用
途もあり、新しい工業用材料の開発にも重要である。さ
らに、本発明は本発明のイソアミラーゼ遺伝子が導入さ
れた植物を提供するものであり、新種のデンプンを産生
する穀物の開発にも有用である。
The present invention provides a versatile PCR primer for cloning isoamylase from various organisms. The primer of the present invention has specificity and high efficiency. By using this, not only the isoamylase gene can be selectively and simply cloned, but also whether or not the organism has isoamylase can be known by a simple method. . Since isoamylase is deeply involved in the biosynthesis of amylopectin, it is possible to know whether or not the organism is producing amylopectin by confirming the presence of isoamylase. The present invention also provides a novel isoamylase. By introducing the isoamylase of the present invention into various higher plants, a new kind of amylopectin can be produced. Starch containing amylopectin is not only used in foods, but also has industrial uses such as adhesives such as glue and various additives, and is also important for the development of new industrial materials. Furthermore, the present invention provides a plant into which the isoamylase gene of the present invention has been introduced, and is useful for the development of a cereal that produces a new type of starch.

【0050】[0050]

【配列表】 配列表 SEQUENCE LISTING <110> Japan Science and Technology Corporation <120> Novel Isoamylasa <130> PA936544 <160> 4 <210> 1 <211> 4745 <212> DNA <213> Synechococcus sp. pcc7942 <400> 1 ggccagcagg cggcgaaaca gacacagcgg ttgaggaagg gaactgttgc gatcgtgcca 60 cgcttaaccc gctcttggta aacggagcaa aaagcagtcc gatagattgg atgaagcgga 120 ttccctgacg taatgctttt tctgcttctc tggttaatcc ttctggcggt tggttcttac 180 tggatgttgc agcgcaatgt gccgcgcctc agccgcacgc cagtctggtt gctctggctg 240 gtgctgatga tgcctgcctt catttggatt ggctggggac tcctactcgg tcagcagggg 300 ggacagctcc cgtttgtgat tttcctgctg ccgctgctga ttagttcact gctctactgg 360 acgttgctgc aatggggacg cctcccaccc agccgatcgc tgcctaccaa tgagaccgaa 420 gcagcagcga tcgcggcagc ctcagagacc ttgcaagtgg ccagtgcccc accggcgcga 480 tcgctgaccg cagaggaaga agcccaggtt cgtcagtgtt ttcccttcga tcgcctgcag 540 cgactggaat atcgctatca agccgtcatt tgtcggggaa atttgcgagg tgatcccgcc 600 acagtttatg agcaagtgca gacggcagtg cagcaacagt ttggcgatcg ctttctggtg 660 atgctgcgag aagacaatgc cggcaagccc ttttttgccc tgattcccaa ccccctgcgc 720 caacaacctc gcctggccct caagcccatg ctagcgctgg tgctgttggg gctgacgcta 780 ctgaccacaa ccttggtggg ctttgtactt agctatgcgg gtcaactggc cgaaatccag 840 ccccagctag caagatcctt agaagacaat ccagcggcac tgttgcgcgg tttaccctac 900 gccctctcgc tactcgcgat tctcggcgta catgaatttg gccatttctg ggctgctcgt 960 aaacaccgcc tgcaagcgag cttgccctac ttcattccgg tgcccgcttt cttaggaacc 1020 tttggcgcct ttgtccgtat ccgcagtccg attcccgatc gcaaggctct gtttgatgtg 1080 ggcgtctcgg gtcccctcgc gggtttggtg atcaccctgc cgctgctgat ctgggggctg 1140 acacaatctc aggtggtgcc gatgccagag cggtccgggc tgctcaactt ctcagccctt 1200 gatccgggcg tctcgatcct gatggggttg atcagtcatc tcagtttggg cgatcgccta 1260 ggactgaatc aggccctgca actgcatccc gtcgcgatcg cgggttactt gggcttgatt 1320 gtcacggcct tgaacctggt gcccgtcggc caactggatg gcggtcacat cgtccatgcc 1380 atgtttggcc agcgccaagg ggcagtcatt ggtcaggtgg cgcgtctctg catcctcgcc 1440 ctttcctttg tgcgatcgga actcctgctc tgggcactgt tgttattgtt gcttccagtc 1500 gccgatgaac cggcgttgaa tgacttgagt gaactggatg atcgccgcga tggcattggc 1560 ttcttggccc tctttatcct cattttgatt gttttgccct tgccaccagt cttgcagcag 1620 tggctaacgg cgctctaagg actgcc atg act gtt tca tcc cgt cgc cct gaa 1673 Met Thr Val Ser Ser Arg Arg Pro Glu 1 5 tcg acc gtg gct gtt gac ccc ggc caa agc tat ccc ctc ggg gca acc 1721 Ser Thr Val Ala Val Asp Pro Gly Gln Ser Tyr Pro Leu Gly Ala Thr 10 15 20 25 gtc tat ccc acc ggc gtc aac ttc tcg ctc tac acc aag tac gcg acg 1769 Val Tyr Pro Thr Gly Val Asn Phe Ser Leu Tyr Thr Lys Tyr Ala Thr 30 35 40 ggc gtt gaa tta ctg ctg ttt gat gac cct gag ggt gcc cag cct caa 1817 Gly Val Glu Leu Leu Leu Phe Asp Asp Pro Glu Gly Ala Gln Pro Gln 45 50 55 cgg aca gtg cgc ctc gat ccg cac ctc aat cgc acc tct ttc tac tgg 1865 Arg Thr Val Arg Leu Asp Pro His Leu Asn Arg Thr Ser Phe Tyr Trp 60 65 70 cat gtt ttt att ccg ggc att cgc tcc ggt cag gtt tat gct tac cgc 1913 His Val Phe Ile Pro Gly Ile Arg Ser Gly Gln Val Tyr Ala Tyr Arg 75 80 85 gtc ttt ggc ccc tac gca cct gat cgc ggc ctc tgt ttt aac ccc aac 1961 Val Phe Gly Pro Tyr Ala Pro Asp Arg Gly Leu Cys Phe Asn Pro Asn 90 95 100 105 aaa gtg ctg ctg gat ccc tac gct cgc ggg gtt gtc ggc tgg cag cac 2009 Lys Val Leu Leu Asp Pro Tyr Ala Arg Gly Val Val Gly Trp Gln His 110 115 120 tac agt cgc gaa gcg gct att aaa ccc agt aat aac tgc gtt caa gcc 2057 Tyr Ser Arg Glu Ala Ala Ile Lys Pro Ser Asn Asn Cys Val Gln Ala 125 130 135 ctg cgt agc gtg gtt gtt gac ccc agc gac tac gac tgg gaa ggc gat 2105 Leu Arg Ser Val Val Val Asp Pro Ser Asp Tyr Asp Trp Glu Gly Asp 140 145 150 cgc cat cca cgc aca ccc tac gct cgc aca gta atc tat gag ctg cat 2153 Arg His Pro Arg Thr Pro Tyr Ala Arg Thr Val Ile Tyr Glu Leu His 155 160 165 gtt ggc ggc ttc acc aag cat ccc aat tcc ggc gtc gcc cct gaa aaa 2201 Val Gly Gly Phe Thr Lys His Pro Asn Ser Gly Val Ala Pro Glu Lys 170 175 180 185 cgt ggc acc tac gct ggt cta atc gaa aaa att ccc tac ctg caa tcc 2249 Arg Gly Thr Tyr Ala Gly Leu Ile Glu Lys Ile Pro Tyr Leu Gln Ser 190 195 200 ctc ggc gtc acg gcc gtt gag ttg ctg ccg gtg cac cag ttc gat cgc 2297 Leu Gly Val Thr Ala Val Glu Leu Leu Pro Val His Gln Phe Asp Arg 205 210 215 caa gat gcc ccc tta gga cgc gag aac tac tgg ggc tac agc acc atg 2345 Gln Asp Ala Pro Leu Gly Arg Glu Asn Tyr Trp Gly Tyr Ser Thr Met 220 225 230 gct ttt ttt gcg ccc cac gca gcc tac agc tct cgc cat gat cca ctt 2393 Ala Phe Phe Ala Pro His Ala Ala Tyr Ser Ser Arg His Asp Pro Leu 235 240 245 ggt cca gtt gat gag ttc cgc gac ctc gtc aag gcg ctc cac caa gca 2441 Gly Pro Val Asp Glu Phe Arg Asp Leu Val Lys Ala Leu His Gln Ala 250 255 260 265 ggg att gag gtg att ctc gac gtg gtg ttc aac cac act gct gaa ggg 2489 Gly Ile Glu Val Ile Leu Asp Val Val Phe Asn His Thr Ala Glu Gly 270 275 280 aat gaa gac ggt cca acg ctg tct ttc aaa ggt cta gcg aat tca acc 2537 Asn Glu Asp Gly Pro Thr Leu Ser Phe Lys Gly Leu Ala Asn Ser Thr 285 290 295 tac tat ctg ctg gat gaa cag gcg ggc tat cgc aac tac acc ggc tgc 2585 Tyr Tyr Leu Leu Asp Glu Gln Ala Gly Tyr Arg Asn Tyr Thr Gly Cys 300 305 310 ggc aac acc gtc aaa gct aac aat tcg atc gtg cga tcg ctg att ctc 2633 Gly Asn Thr Val Lys Ala Asn Asn Ser Ile Val Arg Ser Leu Ile Leu 315 320 325 gat tgc ctg cgt tat tgg gtc tcg gaa atg cac gtc gat ggc ttc cgc 2681 Asp Cys Leu Arg Tyr Trp Val Ser Glu Met His Val Asp Gly Phe Arg 330 335 340 345 ttt gac ctt gcg tcg gtg ctg agt cgt gat gcc aat ggc aac ccc cta 2729 Phe Asp Leu Ala Ser Val Leu Ser Arg Asp Ala Asn Gly Asn Pro Leu 350 355 360 tcg gat ccg ccc ttg ctt tgg gcg att gat tcc gat ccg gtt ttg gcc 2777 Ser Asp Pro Pro Leu Leu Trp Ala Ile Asp Ser Asp Pro Val Leu Ala 365 370 375 ggt acg aag ctc att gct gaa gct tgg gac gca gcc ggc tta tat cag 2825 Gly Thr Lys Leu Ile Ala Glu Ala Trp Asp Ala Ala Gly Leu Tyr Gln 380 385 390 gtt ggt acc ttt att ggc gat cgc ttt ggg act tgg aac ggt ccc ttc 2873 Val Gly Thr Phe Ile Gly Asp Arg Phe Gly Thr Trp Asn Gly Pro Phe 395 400 405 cgg gac gat att cgg cgt ttt tgg cgt gga gat cag ggc tgt act tac 2921 Arg Asp Asp Ile Arg Arg Phe Trp Arg Gly Asp Gln Gly Cys Thr Tyr 410 415 420 425 gcc ctc agt caa cgc ctg ctg ggt agc ccc gat gtc tac agc aca gac 2969 Ala Leu Ser Gln Arg Leu Leu Gly Ser Pro Asp Val Tyr Ser Thr Asp 430 435 440 caa tgg tat gcc gga cgc acc att aac ttc atc acc tgc cat gac ggc 3017 Gln Trp Tyr Ala Gly Arg Thr Ile Asn Phe Ile Thr Cys His Asp Gly 445 450 455 ttt acg ctg cga gat cta gtc agc tat agc cag aag cac aac ttt gcc 3065 Phe Thr Leu Arg Asp Leu Val Ser Tyr Ser Gln Lys His Asn Phe Ala 460 465 470 aat gga gag aac aat cgg gac ggg acc aat gac aac tac agc tgg aac 3113 Asn Gly Glu Asn Asn Arg Asp Gly Thr Asn Asp Asn Tyr Ser Trp Asn 475 480 485 tac ggc att gaa ggc gag acc gat gac ccc acg att ctg agc tta cgg 3161 Tyr Gly Ile Glu Gly Glu Thr Asp Asp Pro Thr Ile Leu Ser Leu Arg 490 495 500 505 gaa cgg cag cag cgc aat ttg ctc gcc acg tta ttc ctc gcc cag ggc 3209 Glu Arg Gln Gln Arg Asn Leu Leu Ala Thr Leu Phe Leu Ala Gln Gly 510 515 520 aca ccg atg ctg acg atg ggc gat gag gtc aaa cgc agt cag cag ggt 3257 Thr Pro Met Leu Thr Met Gly Asp Glu Val Lys Arg Ser Gln Gln Gly 525 530 535 aac aat aac gcc tac tgc caa gac aat gag atc agc tgg ttt gat tgg 3305 Asn Asn Asn Ala Tyr Cys Gln Asp Asn Glu Ile Ser Trp Phe asp Trp 540 545 550 tcg ctg tgc gat cgc cat gcc gat ttc ttg gtg ttc agt cgc cgc ctg 3353 Ser Leu Cys Asp Arg His Ala Asp Phe Leu Val Phe Ser Arg Arg Leu 555 560 565 att gaa ctt tcc cag tcg ctg gtg atg ttc caa cag aac gaa ctg ctg 3401 Ile Glu Leu Ser Gln Ser Leu Val Met Phe Gln Gln Asn Glu Leu Leu 570 575 580 585 cag aac gaa ccc cat ccg cgt cgt ccc tat gcc atc tgg cat ggc gtc 3449 Gln Asn Glu Pro His Pro Arg Arg Pro Tyr Ala Ile Trp His Gly Val 590 595 600 aaa ctc aaa caa ccc gat tgg gcg ctg tgg tcc cac agt ctg gcc gtc 3497 Lys Leu Lys Gln Pro Asp Trp Ala Leu Trp Ser His Ser Leu Ala Val 605 610 615 agt ctc tgg cat cct cgc cag cag gaa tgg ctt tac cta gcc ttt aat 3545 Ser Leu Trp His Pro Arg Gln Gln Glu Trp Leu Tyr Leu Ala Phe Asn 620 625 630 gct tac tgg gaa gac ctg cgc ttc cag ttg ccg agg cct cct cgc ggc 3593 Ala Tyr Trp Glu Asp Leu Arg Phe Gln Leu Pro Arg 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taaaccgttc 4458 ctgcgcgatc gctcttactg ttgatggctc gtgcttaaaa acaatgcaac cctaaccgtt 4518 tcagctggtg attttcggac gatttggctt acagggataa ctgagagtca acagcctctg 4578 tccgtcattg cacacccatc catgcactgg ggacttgact catgctgaat cacatttccc 4638 ttgtccattg ggcgagaggg gaggggaatc ttctggactc ttcactaagc ggcgatcgca 4698 ggttcttcta cccaagcagt ggcgatcgct tgcttgcagt cttcaat 4745 <210> 2 <211> ger <2> <2> Ser <G> Thr <2> <2> rt <2> 2 <2> rt <2> 2 <2> Ser <2> rt <2) Ala Val Asp Pro 1 5 10 15 Gly Gln Ser Tyr Pro Leu Gly Ala Thr Val Tyr Pro Thr Gly Val Asn 20 25 30 Phe Ser Leu Tyr Thr Lys Tyr Ala Thr Gly Val Glu Leu Leu Leu Phe 35 40 45 Asp Asp Pro Glu Gly Ala Gln Pro Gln Arg Thr Val Arg Leu Asp Pro 50 5 5 60 His Leu Asn Arg Thr Ser Phe Tyr Trp His Val Phe Ile Pro Gly Ile 65 70 75 80 Arg Ser Gly Gln Val Tyr Ala Tyr Arg Val Phe Gly Pro Tyr Ala Pro 85 90 95 Asp Arg Gly Leu Cys Phe Asn Pro Asn Lys Val Leu Leu Asp Pro Tyr 100 105 110 Ala Arg Gly Val Val Gly Trp Gln His Tyr Ser Arg Glu Ala Ala Ile 115 120 125 Lys Pro Ser Asn Asn Cys Val Gln Ala Leu Arg Ser Val Val Val Asp 130 135 140 Pro Ser Asp Tyr Asp Trp Glu Gly Asp Arg His Pro Arg Thr Pro Tyr 145 150 155 160 Ala Arg Thr Val Ile Tyr Glu Leu His Val Gly Gly Phe Thr Lys His 165 170 175 Pro Asn Ser Gly Val Ala Pro Glu Lys Arg Gly Thr Tyr Ala Gly Leu 180 185 190 Ile Glu Lys Ile Pro Tyr Leu Gln Ser Leu Gly Val Thr Ala Val Glu 195 200 205 Leu Leu Pro Val His Gln Phe Asp Arg Gln Asp Ala Pro Leu Gly Arg 210 215 220 Glu Asn Tyr Trp Gly Tyr Ser Thr Met Ala Phe Phe Ala Pro His Ala 225 230 235 240 Ala Tyr Ser Ser Arg His Asp Pro Leu Gly Pro Val Asp Glu Phe Arg 245 250 255 Asp Leu Val Lys Ala Leu His Gln Ala Gly Ile Glu Val Ile Leu Asp 260 265 270 Va l Val Phe Asn His Thr Ala Glu Gly Asn Glu Asp Gly Pro Thr Leu 275 280 285 Ser Phe Lys Gly Leu Ala Asn Ser Thr Tyr Tyr Leu Leu Asp Glu Gln 290 295 300 Ala Gly Tyr Arg Asn Tyr Thr Gly Cys Gly Asn Thr Val Lys Ala Asn 305 310 315 320 Asn Ser Ile Val Arg Ser Leu Ile Leu Asp Cys Leu Arg Tyr Trp Val 325 330 335 Ser Glu Met His Val Asp Gly Phe Arg Phe Asp Leu Ala Ser Val Leu 340 345 345 350 Ser Arg Asp Ala Asn Gly Asn Pro Leu Ser Asp Pro Pro Leu Leu Trp 355 360 365 Ala Ile Asp Ser Asp Pro Val Leu Ala Gly Thr Lys Leu Ile Ala Glu 370 375 380 Ala Trp Asp Ala Ala Gly Leu Tyr Gln Val Gly Thr Phe Ile Gly Asp 385 390 395 400 Arg Phe Gly Thr Trp Asn Gly Pro Phe Arg Asp Asp Ile Arg Arg Phe 405 410 415 Trp Arg Gly Asp Gln Gly Cys Thr Tyr Ala Leu Ser Gln Arg Leu Leu 420 425 430 Gly Ser Pro Asp Val Tyr Ser Thr Asp Gln Trp Tyr Ala Gly Arg Thr 435 440 445 445 Ile Asn Phe Ile Thr Cys His Asp Gly Phe Thr Leu Arg Asp Leu Val 450 455 460 Ser Tyr Ser Gln Lys His Asn Phe Ala Asn Gly Glu Asn Asn Arg Asp 465 470 475 480 480 Gl y Thr Asn Asp Asn Tyr Ser Trp Asn Tyr Gly Ile Glu Gly Glu Thr 485 490 495 Asp Asp Pro Thr Ile Leu Ser Leu Arg Glu Arg Gln Gln Arg Asn Leu 500 505 510 Leu Ala Thr Leu Phe Leu Ala Gln Gly Thr Pro Met Leu Thr Met Gly 515 520 525 Asp Glu Val Lys Arg Ser Gln Gln Gly Asn Asn Asn Ala Tyr Cys Gln 530 535 540 Asp Asn Glu Ile Ser Trp Phe asp Trp Ser Leu Cys Asp Arg His Ala 545 550 555 555 560 Asp Phe Leu Val Phe Ser Arg Arg Leu Ile Glu Leu Ser Gln Ser Leu 565 570 575 Val Met Phe Gln Gln Asn Glu Leu Leu Gln Asn Glu Pro His Pro Arg 580 585 590 Arg Pro Tyr Ala Ile Trp His Gly Val Lys Leu Lys Gln Pro Asp Trp 595 600 605 Ala Leu Trp Ser His Ser Leu Ala Val Ser Leu Trp His Pro Arg Gln 610 615 620 Gln Glu Trp Leu Tyr Leu Ala Phe Asn Ala Tyr Trp Glu Asp Leu Arg 625 630 635 640 Phe Gln Leu Pro Arg Pro Pro Arg Gly Arg Val Trp Tyr Arg Leu Leu 645 650 655 Asp Thr Ser Leu Pro Asn Leu Glu Ala Cys His Leu Pro Asp Glu Ala 660 665 670 Lys Pro Cys Leu Arg Arg Asp Tyr Ile Val Pro Ala Arg Ser Leu Leu 675 680 685 Leu Le u Met Ala Arg Ala 690 <210> 3 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial <400> 3 gaaatgcatg tggggggctt tac 23 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial <400> 4 gccagggtaa agccgtcgtg 20 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial <400> 5 tatgaaatgc atgtgcgggg 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial <400> 6 tacgaactcc acgtcggggg 20 < 210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial <400> 7 gcatcccagg cttcagcaat 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial <400> 8 accagggtaa aaccatcatg 20

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、生物における貯蔵性ポリグルカンの構
造を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the structure of a storage polyglucan in an organism.

【図2】図2は、アミロペクチンのクラスター構造を示
すものである。
FIG. 2 shows a cluster structure of amylopectin.

【図3】図3は、イネ胚乳におけるジャポニカとインデ
ィカとのアミロペクチンのクラスター構造の相違を示す
ものである。
FIG. 3 shows the difference in the cluster structure of amylopectin between Japonica and Indica in rice endosperm.

【図4】図4は、生物における貯蔵性ポリグルカンであ
る、アミロース、アミノペクチン、及びグリコーゲンの
生合成経路の概要を示すものである。
FIG. 4 provides an overview of the biosynthetic pathway of amylose, aminopectin, and glycogen, which are storage polyglucans in organisms.

【図5】図5は、イソアミラーゼに共通してみられる配
列(保存領域)からプライマーをデザインするための概
念図を示すものである。
FIG. 5 shows a conceptual diagram for designing a primer from a sequence (conserved region) commonly found in isoamylase.

【図6】図6は、シネココッカス(Synechococcus PCC7
942)のゲノムから得られた約760bpのDNA断片
をプローブとして、そのゲノムとのサザンハイブリダイ
ゼーションを行った結果を示す図面に代わる写真であ
る。
FIG. 6 shows Synechococcus PCC7.
942) is a photograph, instead of a drawing, showing the result of Southern hybridization with the genome using a DNA fragment of about 760 bp obtained from the genome as a probe.

【図7】図7は、本発明のシネココッカス(Synechococ
cus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子の制限酵素地図
を示すものである。
FIG. 7 shows Synechococcus of the present invention.
2 shows a restriction map of the isoamylase gene of C. cus PCC7942).

【図8】図8は、TAクローニングから得た14個のコ
ロニーのコロニーnestedPCRの電気泳動(矢印
の位置にバンドがあるのが目的のクローン)の結果を示
す図面に代わる写真である。
FIG. 8 is a photograph instead of a drawing, showing the results of electrophoresis of a colony nested PCR of 14 colonies obtained from TA cloning (the target clone has a band at the position of the arrow).

【図9】図9は、TAクローニングから得た14個のコ
ロニーのうちの#2、#10、#11、#20、及び#
24のBamHI処理した後の電気泳動の結果を示す図
面に代わる写真である。
FIG. 9 shows # 2, # 10, # 11, # 20, and # of 14 colonies obtained from TA cloning.
24 is a photograph instead of a drawing, showing the result of electrophoresis after BamHI treatment of No. 24.

【図10】図10は、本発明のシネココッカス(Synech
ococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子を大腸菌発
現用ベクター(PET‐15bベクター)へサプクロー
ニングし、形質転換した目的のクローンをコロニーPC
Rの結果を示す図面に代わる写真である。
FIG. 10 shows Synechococcus (Synech coccus) of the present invention.
ococcus PCC7942) was subcloned into an Escherichia coli expression vector (PET-15b vector) and the transformed clone was cloned into a colony PC.
It is a photograph substituted for the drawing which shows the result of R.

【図11】図11は、形質転換体におけるインサートの
向きを制限酵素Hind IIIで処理した結果を確認する
ための図面に代わる写真である。
FIG. 11 is a photograph instead of a drawing for confirming the result of treating the orientation of the insert in the transformant with the restriction enzyme HindIII.

【図12】図12は、本発明のシネココッカス(Synech
ococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子における、
カナマイシンカセットを用いたホモロガスリコンビネー
ション(Homologous Recombination)法の概要を示すも
のである。
FIG. 12 shows Synechococcus (Synech coccus) of the present invention.
ococcus PCC7942) in the isoamylase gene,
1 shows an outline of a homologous recombination method using a kanamycin cassette.

【図13】図13は、ホモロガスリコンビネーション法
における、制限酵素Hind III及びBamHI処理に
よりインサートの確認を行った結果を示す図面に代わる
写真である。図13の左側の(A)はコロニー1Aから
1FまでのHind III処理の結果を示すものであり、
図13の右側の(B)はコロニー1A及び1BのHin
d III及びBam H1の処理による結果を示すもので
ある。図13の矢印の箇所が目的の遺伝子の位置であ
る。
FIG. 13 is a photograph instead of a drawing showing the result of confirming inserts by restriction enzyme HindIII and BamHI treatment in the homologous recombination method. (A) on the left side of FIG. 13 shows the results of Hind III treatment on colonies 1A to 1F,
(B) on the right side of FIG. 13 shows Hin of colonies 1A and 1B.
It shows the result of the treatment of dIII and Bam H1. The position of the arrow in FIG. 13 is the position of the target gene.

【図14】図14は、本発明のシネココッカス(Synech
ococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子のホモロガ
スリコンビネーション法による結果を示す図面に代わる
写真である。図14の上の矢印は2.5kbであり、下
の矢印は2kbである。
FIG. 14 shows Synechococcus (Synech coccus) of the present invention.
3 is a photograph instead of a drawing, showing the results of a homologous recombination method of the isoamylase gene of S. ococcus PCC7942). The upper arrow in FIG. 14 is 2.5 kb, and the lower arrow is 2 kb.

【図15】図15は、本発明のシネココッカス(Synech
ococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子を用いたイ
ネの発現用のベクター(Sco ISA PGTV vector)の構築
の概要を示すものである。
FIG. 15 shows Synechococcus (Synech coccus) of the present invention.
1 shows the outline of construction of a rice expression vector (Sco ISA PGTV vector) using the isoamylase gene of S. ococcus PCC7942).

【図16】図16は、本発明のシネココッカス(Synech
ococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺伝子を用いたイ
ネの発現用のベクター(Sco ISA pGTV vector)の構築
の概要を示すものである。
FIG. 16 shows Synechococcus (Synech coccus) of the present invention.
1 shows an outline of construction of a rice expression vector (Sco ISA pGTV vector) using the isoamylase gene of S. ococcus PCC7942).

【図17】図17は、グルテリンブロモータ一及びイネ
のシグナルペプチド(B.E.s.p.)が連結したPCRIIプ
ラスミドをテンブレートにし、B.E.s.p.のプライマーで
PCR反応を行った結果を示す図面に代わる写真であ
る。図17の矢印は200bpを示す。
[FIG. 17] FIG. 17 is a photograph instead of a drawing, showing the result of performing a PCR reaction with a PCRII plasmid to which a glutelin promoter and a rice signal peptide (BEsp) were ligated as a template and using a BEsp primer. The arrow in FIG. 17 indicates 200 bp.

【図18】図18は、グルテリンブロモータ一、イネの
シグナルペプチド(B.E.s.p.)、及び本発明のシネココ
ッカス(Synechococcus PCC7942)のイソアミラーゼ遺
伝子が連結したイネの発現用のベクター(Sco ISA pGTV
vector)をテンブレートにしたPCR反応を行った結
果を示す図面に代わる写真である。図18の上の矢印は
2kpを示し、下の矢印は840bpを示す。
FIG. 18 shows a rice expression vector (Sco ISA pGTV) in which a glutelin promoter, a rice signal peptide (BEsp), and the isoamylase gene of Synechococcus PCC7942 of the present invention are linked.
5 is a photograph instead of a drawing, showing the result of performing a PCR reaction using a template as a template. The upper arrow in FIG. 18 indicates 2 kp, and the lower arrow indicates 840 bp.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) //(C12N 5/10 C12R 1:19) C12R 1:91) C12N 15/00 ZNAA (C12N 9/44 5/00 C C12R 1:19) C12R 1:91) (72)発明者 梅田 和宏 東京都八王子市堀之内1432−1 東京薬科 大学生命科学部 (72)発明者 都筑 幹夫 東京都八王子市堀之内1432−1 東京薬科 大学生命科学部 Fターム(参考) 2B030 AA02 AD08 CA06 CA17 CA19 CB03 CD02 CD07 CD09 4B024 AA05 AA08 BA12 CA01 CA03 CA04 CA09 DA01 DA06 EA04 FA02 GA11 GA17 GA19 HA14 4B050 CC03 DD20 LL02 4B063 QQ44 QR32 QR56 QR62 QR84 QS25 QS34 QS36 QX07 4B065 AA26X AA83Y AA89X AB01 BA02 CA32 CA41 CA53 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // (C12N 5/10 C12R 1:19) C12R 1:91) C12N 15/00 ZNAA (C12N 9/44 5/00 C C12R 1:19) C12R 1:91) (72) Inventor Kazuhiro Umeda 143-12-1 Horinouchi, Tokyo Pharmaceutical University Tokyo Metropolitan University of Pharmacy (72) Inventor Mikio Tsuzuki 143-12-1 Horinouchi, Hachioji-shi, Tokyo Tokyo Pharmaceutical University Faculty of Life Science F-term (reference) QX07 4B065 AA26X AA83Y AA89X AB01 BA02 CA32 CA41 CA53

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配列表の配列番号3及び4に記載された
塩基配列をプライマーとしてゲノム又はライブラリー中
のDNAからPCRにより増幅されたDNAに基づいて
イソアミラーゼをコードする遺伝子をクローニングする
方法。
1. A method for cloning a gene encoding isoamylase based on DNA amplified by PCR from DNA in a genome or library using the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 3 and 4 in the sequence listing as primers.
【請求項2】 プライマーの塩基配列の一部が他の塩基
で置換され、及び/又はその一部が欠失され若しくは付
加された塩基配列である請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein a part of the base sequence of the primer is substituted with another base and / or a part of the base sequence is deleted or added.
【請求項3】 PCRのテンプレートがゲノムDNAで
ある請求項1又は2に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the PCR template is genomic DNA.
【請求項4】 配列表の配列番号3及び4に記載された
塩基配列、又はその一部の塩基が置換、欠失、及び/又
は付加された塩基配列からなるイソアミラーゼをコード
するDNAの断片をPCR法により増幅するためのプラ
イマー。
4. A fragment of a DNA encoding isoamylase comprising a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4 in the sequence listing, or a nucleotide sequence in which a partial base is substituted, deleted and / or added. Primers for amplifying by a PCR method.
【請求項5】 配列表の配列番号2に記載されたアミノ
酸配列、又はその一部のアミノ酸が欠失、置換、付加さ
れたアミノ酸配列を有するイソアミラーゼ。
5. An isoamylase having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, or an amino acid sequence in which a partial amino acid is deleted, substituted, or added.
【請求項6】 請求項5に記載のイソアミラーゼをコー
ドする遺伝子。
A gene encoding the isoamylase according to claim 5.
【請求項7】 遺伝子が、配列表の配列番号1に記載さ
れた塩基配列、若しくはその一部の塩基が欠失、置換、
付加された塩基酸配列、又はそれらの塩基配列にストリ
ージェントな条件下でハイブリダイズし得る塩基配列を
有する請求項6に記載の遺伝子。
7. A gene comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, or a part of the nucleotide being deleted or substituted;
7. The gene according to claim 6, which has an added base acid sequence or a base sequence capable of hybridizing to those base sequences under stringent conditions.
【請求項8】 請求項6又は7に記載の遺伝子を、イソ
アミラーゼが欠損した生物に導入してなる生物。
8. An organism obtained by introducing the gene according to claim 6 or 7 into an organism deficient in isoamylase.
【請求項9】 生物が、高等植物である請求項8に記載
の生物。
9. The organism according to claim 8, wherein the organism is a higher plant.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005253401A (en) * 2004-03-12 2005-09-22 Japan Science & Technology Agency Method for analyzing function of starch synthesis-related enzyme

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6010052510, Fujita,N.et al., "Accession:AB015615 [gi:3252793], Definition:Oryza sativa mRNA for isoamylase, part *
JPN6010052512, Planta,1978,143,p.63−5 *

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