JPH1084973A - ラフィノース合成酵素遺伝子、ラフィノースの製造法及び形質転換植物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラフィノース合成酵素を同定し、効率のよい
ラフィノースの製造法を提供する。 【解決手段】 下記性質を有するラフィノース合成酵素
をスクロースとガラクチノールに作用させ、ラフィノー
スを生成させる。（１）作用及び基質特異性：スクロー
スとガラクチノールからラフィノースを生成する。
（２）至適ｐＨ：約６〜８ （３）至適温度：約３５〜４０℃ （４）分子量： ゲルろ過クロマトグラフィーにより測定される分子
量：約７５ｋＤａ〜９５ｋＤａ ポリアクリルアミドゲル電気泳動（Ｎａｔｉｖｅ Ｐ
ＡＧＥ）により測定される分子量：約９０ｋＤａ〜１０
０ｋＤａ 還元条件下におけるＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル
電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）により測定される分子
量：約９０ｋＤａ〜１００ｋＤａ （５）阻害：ヨードアセトアミド、Ｎ−エチルマレイミ
ド、ミオイノシトールにより阻害される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラフィノース合成
酵素、ラフィノース合成酵素もしくはラフィノース合成
酵素を含む細胞抽出物を用いたラフィノースを合成する
方法、ラフィノース合成酵素をコードするＤＮＡ、及び
このＤＮＡの植物における利用に関する。ラフィノース
は、ビフィズス菌増殖活性を有し食品原料として、ある
いは臓器保存液などの医薬品として様々な分野で利用さ
れている．

【０００２】

【従来の技術】ラフィノースは、スクロースのグルコシ
ル基にガラクトースがα−１，６結合したラフィノース
族オリゴ糖の一つである。ラフィノース属オリゴ糖に
は、ラフィノースの他に、ガラクトースが２つ結合した
スタキオース、３つ結合したベルバスコースなどがあ
る。これらの糖は、豆類、ナタネ、綿実など様々な植物
の種子中の貯蔵糖と、キュウリやメロンなどウリ科植物
にみられる転流糖として、また耐冷性を獲得したロゼッ
ト葉、甜菜（サトウダイコン）など植物に広く存在す
る。

【０００３】ラフィノース族オリゴ糖の生合成は、次の
ようであり、 UDP-カ゛ラクトース ＋ ミオイノシトール → カ゛ラクチノール ＋ UDP ・・・(ａ) カ゛ラクチノール ＋ スクロース → ラフィノース ＋ ミオイノシトール ・・・(ｂ) カ゛ラクチノール ＋ ラフィノース → スタキオース ＋ ミオイノシトール ・・・(ｃ) 各々の反応は（ａ）ガラクチノール合成酵素（ＧＳ：EC
2.4.1.123）、（ｂ）ラフィノース合成酵素（ＲＳ：EC
2.4.1.82）（ｃ）スタキオース合成酵素（ＳＴＳ：EC2.
4.1.67）により触媒される。

【０００４】現在、ラフィノースは、甜菜から抽出さ
れ、スクロース精製過程において分離精製されている。
しかし、ラフィノースはスクロースの結晶性を低下させ
るので、甜菜は低ラフィノースを目標に育種、改良さ
れ、甜菜中のラフィノース含量は０．０３％から０．１
６％（Enzyme Microb. Technol., Vol.4 May, 130-135
(1982)）と低い。従って、このような低含量の甜菜より
効率的にラフィノースを得るのは容易ではない。

【０００５】先に述べたように、ラフィノースは、ダイ
ズをはじめとするマメ科の成熟種子に含まれているほ
か、甜菜、あるいはキュウリなどのウリ科植物に含まれ
ている。ダイズの成熟種子中には、ダイズオリゴ糖とし
て、スクロース（含有量約５％）、スタキオース（同約
４％）、ラフィノース（同約１％）が含まれている。こ
れらのダイズオリゴ糖は、脱脂ダイズから除蛋白した画
分に回収され、濃縮後、機能性食品などに利用されてい
る。しかし、オリゴ糖全体の中でもラフィノースは１０
％であり、量的にも少ない。

【０００６】一方、ラフィノースの酵素的合成法も報告
されている（Trends in Glycoscience and Glycotechno
logy 7.34, 149-158(1995)）。これは、α-ガラクトシ
ダーゼの縮合反応によりガラクトビオースを合成し、さ
らにこのガラクトビオースをガラクトシル基の供与体と
してスクロースにガラクトシル転移反応により転移させ
て、ラフィノースを合成する方法である。しかし、この
反応は、乳糖加水分解物１．９ｋｇよりガラクトビオー
スが３５０ｇ合成され、ガラクトビオース１９０ｇとス
クロース７６０ｇよりラフィノース１００ｇが得られる
反応であり、生成するラフィノースの収率が低く、効率
的な合成法には至っていない。

【０００７】以上のような方法の他に、生合成系酵素遺
伝子の形質転換により、ラフィノース含量の高い植物を
育種する方法も考えられる。例えば、Ｋｅｒｒらはガラ
クチノール合成酵素遺伝子をクローニングし、ナタネを
形質転換した（WO93/02196）。しかし、その結果、ＧＳ
活性は増加したが、ラフィノース族オリゴ糖は逆に低下
し、ガラクチノール合成酵素を導入することによるラフ
ィノース族オリゴ糖の生合成を増加させるという目的は
達成されなかった。したがって、植物のラフィノース族
オリゴ糖の含量を増加させるする方法は提供されていな
い。

【０００８】一方、ラフィノ―ス族オリゴ糖を低減化す
ることも求められている。先に述ベたように、ラフィノ
ース族オリゴ糖は、主に、ダイズなど豆類、ナタネ、綿
実など様々な植物の種子中の貯蔵糖と、キュウリやメロ
ンなどウリ科植物にみられる転流糖として、また、耐冷
性を獲得したロゼット葉、甜菜、など植物に広く存在す
るが、ダイズ、ナタネ、綿菜などの搾油されたミールに
は、これらのラフィノース族オリゴ糖が含まれている。
これらミールのほとんどは、飼料として利用されている
が、α−ガラクトシダーゼを持たないヒトや動物は、直
接ラフィノース族オリゴ糖を消化することはできない。
さらに、ラフィノース族オリゴ糖は、腸内細菌が資化し
ガスを発生させるなどにより、飼料の代謝エネルギー効
率を低下させることが知られており、飼料中のラフィノ
ース族オリゴ糖を除くことで、トリの飼料効率が上昇し
たと報告されている（Coon, Proceeding Soybean Utili
zation Alternatives. Univrsity of Minnesota, 203-2
11 (1989)）。このようなことから、ラフィノース族オ
リゴ糖の減少したダイズ、ナタネ、綿実などの飼料作物
が望まれている。

【０００９】また、これらの植物の中では、油の含量を
多くする育種がなされてきた。光合成産物は、油脂、蛋
白質、ラフィノース族オリゴ糖を含む糖質に分配されて
いる。ダイズでは、油脂量と糖質量に逆の相関があるこ
とが報告されている。ラフィノース族オリゴ糖の生成を
抑制することにより、同じ光合成の能カのダイズにおい
て油脂含量を増加させることが期待できる。

【００１０】以上の観点から、Ｋｅｒｒらは、交配選抜
育種により、ラフィノース族オリゴ糖が８０％から９０
％低下した低ラフィノース族オリゴ糖ダイズ品種を作出
したと報告している（WO93/00742）。しかしこれは、品
種の作出であり、栽培適性や、耐病性などに対応した様
々な品種に応用できるものではない。また、広く様々な
植物に適用できるものではない。

【００１１】甜菜、サトウキビなどにも含まれるラフィ
ノースは、砂糖の結晶性を低下させることが知られてい
る。従って、ラフィノースの生成がなければ、これら植
物での砂糖の生成効率が上がることが期待できるが、ラ
フィノースを含まないテンサイは作出されていない。

【００１２】上述したように、従来精製されたラフィノ
ース合成酵素は、酵素活性として確認されているのみで
あり、酵素の同定はなされていなかった。また、その活
性も低いものであり、活性の高いラフィノース合成酵素
が望まれていた。また、従来のラフィノースの製造法は
収率が低く、効率のよいラフィノースの製造法が望まれ
ていた。その一方で、ラフィノ―ス族オリゴ糖が低減化
された植物を育種することも望まれている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点か
らなされたものであり、活性の高いラフィノース合成酵
素及びこれをコードするＤＮＡの取得、効率的なラフィ
ノースの酵素的合成法、及びラフィノース合成酵素をコ
ードするＤＮＡの植物における利用法を提供することを
課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討を行った結果、キュウリからラ
フィノース合成酵素を精製することに成功した。また、
このラフィノース合成酵素をコードする遺伝子をクロー
ニングするために、本発明者らは鋭意検討を行った。そ
の結果、キュウリのラフィノース合成酵素ペプチド断片
のアミノ酸配列より推定した塩基配列をもとに一本鎖Ｄ
ＮＡを化学合成し、この一本鎖合成ＤＮＡをプライマー
として、キュウリから抽出したｐｏｌｙ（Ａ）⁺ＲＮＡ
より作製したｃＤＮＡを鋳型としてＰＣＲを行い、ラフ
ィノース合成酵素遺伝子に特異的なＤＮＡ断片を得た。
さらに、このＤＮＡ断片をプローブとしてキュウリ由来
ｃＤＮＡライブラリーに対しハイブリダイゼーションを
行い、ラフィノース合成酵素遺伝子を単離する方法を採
用し、ラフィノース合成酵素遺伝子を単離した。この単
離したラフィノース合成酵素遺伝子断片を用い、植物で
発現可能な制御領域を有するキメラ遺伝子を作成し、植
物を形質転換した。さらに、導入したラフィノース合成
酵素遺伝子により、内在性ラフィノース合成酵素の機能
を制御し、ラフィノース族オリゴ糖の低減化した植物を
作出するに至った。すなわち本発明は、下記性質を有す
るラフィノース合成酵素を提供する。

【００１５】（１）作用及び基質特異性：スクロースと
ガラクチノールからラフィノースを生成する。

【００１６】（２）至適ｐＨ：約６〜８ （３）至適温度：約３５〜４０℃ （４）分子量： ゲルろ過クロマトグラフィーにより測定される分子
量：約７５ｋＤａ〜９５ｋＤａ ポリアクリルアミドゲル電気泳動（Ｎａｔｉｖｅ Ｐ
ＡＧＥ）により測定される分子量：約９０ｋＤａ〜１０
０ｋＤａ 還元条件下におけるＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル
電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）により測定される分子
量：約９０ｋＤａ〜１００ｋＤａ （５）阻害：ヨードアセトアミド、Ｎ−エチルマレイミ
ド、ミオイノシトールにより阻害される。

【００１７】本発明は、上記ラフィノース合成酵素の具
体的な態様として、アミノ酸配列中に、配列表配列番号
１〜３に示す各アミノ酸配列を含むラフィノース合成酵
素を提供する。

【００１８】また、本発明は、下記（Ａ）又は（Ｂ）に
示すタンパク質であるラフィノース合成酵素を提供す
る。 （Ａ）配列表の配列番号５に記載のアミノ酸配列を有す
るタンパク質。 （Ｂ）配列表の配列番号５に記載のアミノ酸配列におい
て、１若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、付
加、又は逆位を含むアミノ酸配列からなり、かつ、スク
ロースとガラクチノールからラフィノースを生成する活
性を有するタンパク質。

【００１９】本発明はまた、スクロース及びガラクチノ
ールに上記ラフィノース合成酵素を作用させてラフィノ
ースを生成させることを特徴とするラフィノースの製造
方法を提供する。

【００２０】本発明はさらに、上記ラフィノース合成酵
素をコードするＤＮＡ、及び、下記（Ａ）又は（Ｂ）に
示すタンパク質をコードするＤＮＡを提供する。 （Ａ）配列表の配列番号５に記載のアミノ酸配列を有す
るタンパク質。 （Ｂ）配列表の配列番号５に記載のアミノ酸配列におい
て、１若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、付
加、又は逆位を含むアミノ酸配列からなり、かつ、スク
ロースとガラクチノールからラフィノースを生成する活
性を有するタンパク質。

【００２１】本発明は、上記ＤＮＡの具体的態様とし
て、下記（ａ）又は（ｂ）に示すＤＮＡを提供する。

【００２２】（ａ）配列表の配列番号４に記載の塩基配
列のうち、少なくとも塩基番号５７〜２４０８からなる
塩基配列を含むＤＮＡ。 （ｂ）配列表の配列番号４に記載の塩基配列のうち、少
なくとも塩基番号５７〜２４０８からなる塩基配列とス
トリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつスク
ロースとガラクチノールからラフィノースを生成する活
性を有するタンパク質をコードするＤＮＡ。

【００２３】さらに本発明は、ラフィノース合成酵素遺
伝子又はその一部と、植物細胞で発現可能な転写制御領
域とを含むキメラ遺伝子、及び、このキメラ遺伝子で形
質転換された植物を提供する。

【００２４】また本発明は、前記キメラ遺伝子で植物を
形質転換し、この遺伝子を植物細胞内で発現させること
により、前記植物のラフィノース族オリゴ糖含量を変化
させる方法を提供する。

【００２５】以下、上記（１）〜（５）に記載の性質を
有するラフィノース合成酵素、又は、上記（Ａ）及び
（Ｂ）のタンパク質であるラフィノース合成酵素を、単
に「ラフィノース合成酵素」ということがある。また、
ラフィノース合成酵素をコードするＤＮＡ、又はラフィ
ノース合成酵素をコードし、さらに非翻訳領域を含むＤ
ＮＡを、「ラフィノース合成酵素遺伝子」ということが
ある。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２７】＜１＞本発明のラフィノース合成酵素 本発明のラフィノース合成酵素は、下記性質を有する。

【００２８】（１）作用及び基質特異性：スクロースと
ガラクチノールからラフィノースを生成する。

【００２９】（２）至適ｐＨ：約６〜８ （３）至適温度：約３５〜４０℃ （４）分子量： ゲルろ過クロマトグラフィーにより測定される分子
量：約７５ｋＤａ〜９５ｋＤａ ポリアクリルアミドゲル電気泳動（Ｎａｔｉｖｅ Ｐ
ＡＧＥ）により測定される分子量：約９０ｋＤａ〜１０
０ｋＤａ 還元条件下におけるＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル
電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）により測定される分子
量：約９０ｋＤａ〜１００ｋＤａ （５）阻害：ヨードアセトアミド、Ｎ−エチルマレイミ
ド、ミオイノシトールにより阻害される。

【００３０】上記の性質を有するラフィノース合成酵素
は、キュウリ本葉より単離、精製されたものであり、発
明者により初めて同定された。このキュウリ由来のラフ
ィノース合成酵素は、後記実施例に示すように、その酵
素タンパク質のアミノ酸配列中に、配列表配列番号１〜
３に示す各アミノ酸配列を含んでいる。また、その全ア
ミノ酸配列を、配列表配列番号５に示す。

【００３１】ラフィノース合成酵素は、ウリ科植物、例
えばメロン（Cucumis melo）、キュウリ（Cucumis sati
vas）などの植物から得られる。特に、これらの植物の
葉、特に葉脈系、及び種子等の組織がラフィノース合成
酵素の含有量が多い。

【００３２】次に、本発明のラフィノース合成酵素の製
造法の例として、キュウリからラフィノース合成酵素を
単離・精製する方法を説明する。播種後６〜１０週間の
キュウリ本葉より、葉脈系を集め、液体窒素下で乳鉢等
を用いて磨砕し、緩衝液を加えて蛋白質を抽出する。そ
の際、ラフィノース合成酵素の分解、失活等を防ぐため
の物質、例えばＰＭＳＦ（フェニルメタンスルフォニル
フルオリド）等のプロテアーゼ阻害剤や、ポリクラール
ＡＴ（セルバ(Ｓｅｒｖａ)社製）等を加えてもよい。こ
の抽出液から濾過及び遠心分離により不溶物を除去し、
粗抽出液を得る。

【００３３】上記のようにして得られる粗抽出液を、通
常のタンパク質の精製法、例えば、陰イオン交換クロマ
トグラフィー、ハイドロキシアパタイトクロマトグラフ
ィー、ゲル濾過、塩析等を組み合わせて分画することに
よって、ラフィノース合成酵素を精製することができ
る。

【００３４】陰イオン交換クロマトグラフィーは、例え
ば、ＨｉＴｒａｐＱ（ファルマシア社製）等の強塩基性
陰イオン交換体や、ＤＥＡＥ−ＴＯＹＯＰＥＡＲＬ（東
ソー社製）等の弱塩基性陰イオン交換体を充填したカラ
ムを用いることによって行うことができる。ラフィノー
ス合成酵素を含む抽出液をこれらのカラムに通液させて
酵素をカラムに吸着させ、カラムを洗浄した後に、高塩
濃度の緩衝液を用いて酵素を溶出させる。その際、段階
的に塩濃度を高めてもよく、濃度勾配をかけてもよい。
例えば、ＨｉＴｒａｐＱカラムを用いた場合には、カラ
ムに吸着したラフィノース合成酵素活性は、０．３Ｍ程
度のＮａＣｌで溶出される。また、ＤＥＡＥ−ＴＯＹＯ
ＰＥＡＲＬでは溶出液として０．０５Ｍ〜０．３５Ｍの
ＮａＣｌ濃度勾配が、ハイドロキシアパタイトクロマト
グラフィーでは溶出液として０．０１Ｍ〜０．３Ｍのリ
ン酸濃度勾配が好ましい。

【００３５】上記の操作の順は特に問わず、また、各操
作は２回又はそれ以上繰り返してもよい。また、それぞ
れのカラムに試料液を通液する前に、透析等によって試
料液を適当な緩衝液に交換しておくことが望ましい。さ
らに、それぞれの段階で試料液を濃縮してもよい。

【００３６】精製の各段階においては、分画されたフラ
クション中に含まれるラフィノース合成酵素活性を測定
し、活性の高いフラクションを集めて次の段階に供試す
ることが好ましい。ラフィノース合成酵素活性を測定す
る方法としては、例えば、Lehle,H らにより報告されて
いる放射性同位体を用いる方法（Eur.J.Biochem.,38,10
3-110(1973)）が挙げられる。また、この変法として、
反応温度と基質濃度を変更してもよい。例えば、最終濃
度として、１０ｍＭ ¹⁴Ｃ-スクロース、２０ｍＭ ガラ
クチノール、２５ｍＭ ＨＥＰＥＳ（2-(4-(2-ヒト゛ロキシエチ
ル)-1-ヒ゜ヘ゜ラシ゛ニル)エタンスルホン酸）-ＮａＯＨ，ｐＨ７．０、
５ｍＭ ＤＴＴ（ジチオスレイトール）を含む反応液
に、１０μｌの酵素液を加えて５０μｌとする。これ
を、３２℃、１時間インキュベートして反応を行い、２
００μｌのエタノールを加え、９５℃で３０秒間加熱し
て、反応を停止する。この反応液の遠心上清をワットマ
ン３ＭＭ濾紙にスポットし、ｎ−プロパノール：酢酸エ
チル：水＝４：１：２にて展開した。¹⁴Ｃのラフィノー
スへの取り込みを調べ、これをラフィノース合成酵素活
性（ｎｍｏｌ／時間）とする。

【００３７】本発明者は、上記の方法に代わる方法とし
て、ラフィノース合成反応により生成するラフィノース
をＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）により定量
することによって、ラフィノース合成酵素活性を測定す
る方法を開発した。この方法によれば、Lehle,Hらの方
法に比べて簡便かつ迅速に測定することができ、特に精
製操作における活性フラクションの検出には好適であ
る。以下に本方法を説明する。

【００３８】ラフィノース合成反応は、最終濃度が下記
の組成になるように調製した反応液に１０〜５０μｌの
ラフィノース合成酵素液を添加して１００μｌとし、３
２℃で６０分間、反応を行う。

【００３９】〔反応液組成（最終濃度）〕 2.5 mM スクロース 5 mM ガラクチノール 5 mM ＤＴＴ 20 mM トリス塩酸緩衝液（ｐＨ７．０）

【００４０】上記のようにして反応を行った後、反応液
の４倍容のエタノールを加え、９５℃で３０秒間加熱し
て反応を停止する。これを遠心し、遠心上清を減圧乾固
した後、蒸留水に溶解し、ＨＰＬＣにて反応生成物中の
ラフィノースを定量し、ラフィノース酵素活性とする。
ＨＰＬＣは、例えば、糖分析システムＤＸ５００（Carb
oPac PA1カラム、パルスドアンペロメトリー検出器（ダ
イオネクス社製））を用いて行うことができる。

【００４１】反応時間を変化させたときの生成ラフィノ
ース量を上記の方法により測定した結果を図１に示す。
図から明らかなように、本方法により、ラフィノース合
成酵素活性を直線性よく、かつ簡便に測定することがで
きる。

【００４２】精製されたラフィノース合成酵素の精製度
の確認や分子量の測定は、ゲル電気泳動、ゲルろ過クロ
マトグラフィー等によって行うことができる。また、酵
素学的性質は、反応温度あるいは反応ｐＨを変化させて
酵素活性を測定し、あるいは種々の酵素阻害剤や金属イ
オン等を反応液に添加し、残存酵素活性を測定すること
によって、検討すればよい。さらに、ラフィノース合成
酵素を種々のｐＨ条件下又は温度条件下に一定時間さら
した後に酵素活性を測定することにより、安定ｐＨ範囲
及び安定温度範囲を調べることができる。

【００４３】前記したラフィノース合成酵素の性質は、
このようにして決定されたものであるが、測定条件によ
って異なる結果が得られる場合があることに留意すべき
である。例えば、ゲルろ過クロマトグラフィーによる分
子量の測定は、用いるゲルろ過剤や緩衝液の種類、ある
いは分子量マーカーによって、影響される。また、酵素
活性は、同じｐＨであっても緩衝液の種類又は塩濃度に
よって異なることが多い。したがって、ラフィノース合
成酵素の同定に際しては、個々の性質のみではなく、総
合的な検討を行うことが好ましい。

【００４４】本発明のラフィノース合成酵素は、上記の
ようにキュウリから単離・精製することによって得られ
るが、異種タンパク質の醗酵生産に通常用いられている
方法によって、後述するラフィノース合成酵素をコード
するＤＮＡを適当な宿主に導入し、発現させることによ
っても製造することができる。

【００４５】ラフィノース合成酵素遺伝子を発現させる
ための宿主としては、エシェリヒア・コリ（Ｅｓｃｈｅ
ｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）をはじめとする種々の原核細
胞、サッカロマイセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏ
ｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）をはじめとする種
々の真核細胞が考えられるが、植物細胞、特にタバコ、
キュウリ、シロイヌナズナ（アラビドプシス）等の植物
由来の細胞が望ましい。

【００４６】形質転換に用いる組み換えプラスミドは、
発現させようとする細胞の種類に応じた発現ベクター
に、ラフィノース合成酵素をコードするＤＮＡを挿入す
ることで調製可能である。植物の発現ベクターは、植物
で働くプロモーターＤＮＡ配列、またはそれらを複数個
組み合わせたものと、植物で働くターミネーターＤＮＡ
配列を持ち、その両側に外来遺伝子を挿入できる配列を
有するものであればよい。

【００４７】このようなプロモーターには、植物体全体
で発現するＣａＭＶ ３５ＳＲＮＡプロモーター、Ｃａ
ＭＶ １９ＳＲＮＡプロモーター、ノパリン合成酵素プ
ロモーター等、緑色組織で発現するＲｕｂｉｓＣＯ小サ
ブユニットプロモーター等、種子などの部位特異的に発
現するナピン（ｎａｐｉｎ）、ファセオリン（ｐｈａｓ
ｅｏｌｉｎ）等の遺伝子のプロモーター等が挙げられ
る。さらに、上記のようなターミネーターとしてはノパ
リン合成酵素ターミネーター、ＲｕｂｉｓＣＯ小サブユ
ニット３’側部位等が挙げられる。

【００４８】植物用の発現ベクターとしてｐＢＩ１２
１、ｐ３５Ｓ−ＧＦＰ（ＣＬＯＮＴＥＣＨ社製）等が市
販されているのでこれを用いてもよい。ウイルスＲＮＡ
を発現するベクターを用い、そのコードしている外皮蛋
白質などの遺伝子をラフィノース合成酵素遺伝子に置換
してもよい。

【００４９】形質転換には通常用いられている方法、ア
グロバクテリウム法、パーティクルガン法、エレクトロ
ポレーション法、ＰＥＧ法等を、供試する宿主細胞に応
じて用いればよい。ラフィノース合成酵素活性の検出に
は、ラフィノース合成酵素精製を行った方法を用いるこ
とができる。その際、試料を陰イオン交換カラムに通す
などして、あらかじめα‐ガラクトシダーゼを除いてお
くことが望ましい。

【００５０】キュウリ由来のラフィノース合成酵素をコ
ードする遺伝子とは、発現した時にラフィノース合成酵
素活性を有するものであればすべて含まれるが、好まし
くは、配列表の配列番号５記載のアミノ酸配列をコード
するＤＮＡを有する遺伝子、又は配列表の配列番号４記
載の塩基配列を有する遺伝子が挙げられる。尚、配列表
の配列番号５記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子と
は、コドンの縮重を考慮すると種々の塩基配列が包含さ
れる。即ち、このような種々の塩基配列の中から、遺伝
子発現系の諸要素、たとえば宿主細胞の種類等による優
先コドン、転写されたＲＮＡにより形成される高次構造
の回避などを考慮して選択すればよい。選択された塩基
配列は、自然界からクローニングされたＤＮＡであって
も、人為的に化学合成されたＤＮＡであってもよい。

【００５１】＜２＞本発明のラフィノース合成酵素をコ
ードするＤＮＡ ラフィノース合成酵素をコードするＤＮＡは、キュウリ
などの植物体から単離したｐｏｌｙ（Ａ）⁺ＲＮＡから
ｃＤＮＡライブラリーを調製し、このｃＤＮＡライブラ
リーをハイブリダイゼーションによってスクリーニング
することによって、取得することができる。ハイブリダ
イゼーションに用いるプローブは、ラフィノース合成酵
素タンパク質の部分アミノ酸配列に基づいて合成された
オリゴヌクレオチドをプライマーとするＰＣＲ（polyme
rase chain reaction）によって増幅することによっ
て、取得することができる。

【００５２】以下に、キュウリ由来のｐｏｌｙ（Ａ）⁺
ＲＮＡから本発明のＤＮＡを取得する方法を具体的に説
明する。ｐｏｌｙ（Ａ）⁺ＲＮＡの抽出部位としては、
ラフィノース合成酵素遺伝子が発現していればキュウリ
植物体のどこを用いても良く、様々な生長段階の葉、
茎、蕾、果実、種子等より得ることができるが、望まし
くは果実をつけた後の展開葉、特に葉脈部分を材料とす
るのがよい。

【００５３】キュウリ組織から全ＲＮＡを抽出するに
は、効率よく損傷の少ないＲＮＡが得られるならば方法
は制限されず、例えば、フェノール／ＳＤＳ法、グアニ
ジンイソチオシアネート／塩化セシウム法等、公知のい
ずれの方法によっても可能である。こうして得た全ＲＮ
Ａからオリゴ（ｄＴ）担体を用いてｐｏｌｙ（Ａ）⁺Ｒ
ＮＡを分離できる。また、全ＲＮＡを抽出せずにｐｏｌ
ｙ（Ａ）⁺ＲＮＡを得ることのできるキット（ＭＰＧ
Ｄｉｒｅｃｔ ｍＲＮＡ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
Ｋｉｔ、ＣＰＧ，ＩＮＣ．社等）を使用しても良い。

【００５４】ｃＤＮＡライブラリーのスクリーニングに
使用するプローブのＤＮＡ断片は、ＰＣＲを行うことで
得ることができる。既にわかっているペプチド断片のア
ミノ酸配列、例えば配列表配列番号１〜３に示すアミノ
酸配列より推定される塩基配列を有する一本鎖ＤＮＡを
化学合成し、これをプライマーに用いてＰＣＲを行う。
プライマーには、得られているペプチド断片のアミノ酸
配列のどの部分を用いてもよいが、コドンの縮重が少な
く、複雑な高次構造を形成しないと思われる配列を選ぶ
のが望ましい。また、ＲＡＣＥ（Ｒａｐｉｄ Ａｍｐｌ
ｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃＤＮＡ Ｅｎｄ：ＰＣＲ
ＰＲＯＴＯＣＯＬＳ Ａ Ｇｕｉｄｅｔｏ Ｍｅｔｈ
ｏｄｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、ＡＣＡＤ
ＥＭＩＣ ｐｒｅｓｓ ＩＮＣ．ｐ２８〜３８）を行っ
ても良い。

【００５５】このようなＰＣＲの鋳型には、ｃＤＮＡラ
イブラリー、一本鎖ｃＤＮＡを用いることが望ましい。
ＰＣＲ反応に逆転写酵素活性を有する耐熱性ＤＮＡポリ
メラーゼを用いる場合には、ｐｏｌｙ（Ａ）⁺ＲＮＡ、
場合によっては全ＲＮＡを用いても良い。

【００５６】ｃＤＮＡライブラリーを作製するために
は、まずｐｏｌｙ（Ａ）⁺ＲＮＡを鋳型にし、オリゴ
（ｄＴ）プライマー、ランダムプライマー等を用い、逆
転写酵素によって一本鎖ｃＤＮＡを合成し、次にグブラ
−ホフマン（Ｇｕｂｌｅｒ ａｎｄ Ｈｏｆｆｍａｎ）
法、オカヤマ−バーグ（０ｋａｙａｍａ−Ｂｅｒｇ）法
（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ ２ｎｄ ｅｄ
ｉｔｉｏｎ、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ
ｐｒｅｓｓ、１９８９）等により二本鎖ｃＤＮＡを合成
する。ラフィノース合成酵素遺伝子の発現量が少ない場
合には、ＰＣＲを利用したｃＤＮＡライブラリー作製キ
ット（Ｃａｐｆｉｎｄｅｒ ＰＣＲ ｃＤＮＡ Ｌｉｂ
ｒａｒｙ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｋｉｔ（ＣＬＯ
ＮＴＥＣＨ社）等）を用いて、ＰＣＲによってｃＤＮＡ
を増幅してもよい。このようにして合成したｃＤＮＡ
は、平滑末端化、リンカーの付加、ＰＣＲによる制限酵
素サイトの付加等を行うことにより、ファージベクタ
ー、プラスミド等のクローニングベクターにクローニン
グできる。

【００５７】ハイブリダイゼンション用のプローブに
は、上記のＰＣＲで得られたＤＮＡ断片のうち、ラフィ
ノース合成酵素ｃＤＮＡに特徴的な部分を選ぶ。また、
５’末端側に近いＤＮＡ断片を選ぶのが望ましい。この
ように選んだ増幅ＤＮＡ断片を、ＰＣＲ反応液から精製
する。この際、増幅したＤＮＡ断片をプラスミドを用い
てサブクローニングし、プラスミドを大量調製してから
制限酵素で切断し、電気泳動後にゲルを切り出して精製
しても、また、プラスミドを鋳型にＰＣＲを行って、目
的部分だけを増幅して用いてもよい。さらには、最初に
増幅したＤＮＡ断片の量が十分に多い場合には、増幅し
たＤＮＡ断片をサブクローニングせずに電気泳動し、目
的ＤＮＡ断片のバンドを含むゲル断片を切り出し、その
ゲル断片から精製してもよい。

【００５８】ｃＤＮＡライブラリーから目的クローンを
得るためのスクリーニングにはハイブリダイゼーション
を行う。上記の方法で得られたＤＮＡ断片はラベルして
ハイブリダイゼーションのプローブとすることができ
る。ラベルにはラジオアイソトープ、ビオチン等、種々
のものを用いることができるが、ランダムプライミング
法でラベルすることが望ましい。また、スクリーニング
にはハイブリダイゼーションではなくＰＣＲを用いても
よい。さらに、ハイブリダイゼーションとＰＣＲを組み
合わせてもよい。

【００５９】上記のようにして得られたキュウリ由来の
ラフィノース合成酵素をコードするＤＮＡの塩基配列、
及びこの塩基配列から推定されるアミノ酸配列を配列表
配列番号４に例示する。また、このアミノ酸配列のみを
配列番号５に示す。後記実施例３で得られたラフィノー
ス合成酵素をコードするＤＮＡを含むＤＮＡ断片を含む
プラスミドｐＭｏｓｓｌｏｘＣＲＳを保持するエシェリ
ヒア・コリＪＭ１０９の形質転換体ＡＪ１３２６３は、
平成８年１１月１９日より、通商産業省工業技術院生命
工学工業技術研究所（郵便番号３０５ 日本国茨城県つ
くば市東一丁目１番３号）にブダペスト条約に基づき国
際寄託されており、受託番号ＦＥＲＭＢＰ−５７４８が
付与されている。

【００６０】本発明のＤＮＡは、コードされるラフィノ
ース合成酵素の活性、すなわちスクロースとガラクチノ
ールからラフィノースを生成する活性が損なわれない限
り、１若しくは複数の位置での１若しくは数個のアミノ
酸の置換、欠失、挿入、付加、又は逆位を含むラフィノ
ース合成酵素タンパク質をコードするものであってもよ
い。ここで、「数個」とは、アミノ酸残基のタンパク質
の立体構造における位置や種類によっても異なる。それ
は、イソロイシンとバリンのように、アミノ酸によって
は、類縁性の高いアミノ酸が存在し、そのようなアミノ
酸の違いが、蛋白質の立体構造に大きな影響を与えない
ことに由来する。従って、キュウリ由来ラフイノース合
成酵素を構成する７８４アミノ酸残基全体に対し、３５
から４０％以上の相同性を有し、ラフイノース合成酵素
活性を有するものであってもよい。さらに、好ましく
は、５１０番日のアミノ酸から６１０番日のアミノ酸の
間において、６５％の相同性を有することである。さら
に好ましくは、「数個」が、２から４０個、好ましく
は、２から２０個、さらに、２から１０個である。

【００６１】遺伝子全長において、約５０％以上の相同
性があり、かつ、その中で約３００塩基にわたる６５％
以上の相同性がある遺伝子を含む。そのような遺伝子
は、ＧｅｎＢａｎｋなどのデータベースを用いて、キュ
ウリ由来ラフイノース合成酵素遺伝子に対し相同性を有
する遺伝子を検索することによって、塩基配列情報を得
ることができる。ホモロジー解析プログラムはＬｉｐｍ
ａｎ−Ｐｅｒｓｏｎ法を採用したＧＥＮＥＴＩＸ−ＭＡ
Ｃ（遺伝子情報処理ソフトウエア、ソフトウエア開発
社）などを用いてもよく、また、インターネット上に公
開されているものを使用してもよい。このような方法に
より得られた塩基配列は遺伝子全長を含む場合と、遺伝
子全長を含まない場合がある。遺伝子全長を含まない場
合は、目的植物組織より抽出したＲＮＡを鋳型に、キュ
ウリ由来ラフイノース合成酵素遺伝子と相同性の高い部
位に対応するプライマーを用い、５’ＲＡＣＥ法、３’
ＲＡＣＥ法にて、容易に全長遺伝子を取得することがで
きる。得られた全長遺伝子は、Soluble Protein Expres
sion System(lNVITROGEN社)や、Tight Control Express
ion System (INVITROGEN社）や、QIAexpress System(QI
AGEN社)などのキットが提供する適当な発現ベクターに
組み込み、遺伝子を発現させ、記載の方法でラフィノー
ス合成酵素活性を測定し、活性を有するクローンを選抜
すればよい。

【００６２】このようなラフィノース合成酵素と実質的
に同一のタンパク質をコードするＤＮＡは、例えば部位
特異的変異法によって、特定の部位のアミノ酸が置換、
欠失、挿入、付加されるように塩基配列を改変すること
によって得られる。また、上記のような改変されたＤＮ
Ａは、従来知られている突然変異処理によっても取得さ
れ得る。突然変異処理としては、ラフィノース合成酵素
をコードするＤＮＡをヒドロキシルアミン等でインビト
ロ処理する方法、及びラフィノース合成酵素をコードす
るＤＮＡを保持するエシェリヒア属細菌を、紫外線照射
またはN−メチル−N'−ニトロ−N−ニトロソグアニジン
（NTG）もしくは亜硝酸等の通常人工突然変異に用いら
れている変異剤によって処理する方法が挙げられる。

【００６３】また、上記のような塩基の置換、欠失、挿
入、付加、又は逆位等には、キュウリの個体差、品種間
差、遺伝子の多コピー化、各器官、組織の違いに基づく
場合などの天然に生じる変異も含まれる。

【００６４】上記のような変異を有するＤＮＡを、適当
な細胞で発現させ、発現産物のラフィノース合成酵素活
性を調べることにより、ラフィノース合成酵素と実質的
に同一のタンパク質をコードするＤＮＡが得られる。ま
た、変異を有するラフィノース合成酵素をコードするＤ
ＮＡまたはこれを保持する細胞から、例えば配列表の配
列番号４に記載の塩基配列のうち、塩基番号５６〜２４
０７からなる塩基配列を有するＤＮＡとストリンジェン
トな条件下でハイブリダイズし、かつ、ラフィノース合
成酵素活性を有するタンパク質をコードするＤＮＡを単
離することによっても、ラフィノース合成酵素タンパク
質と実質的に同一のタンパク質をコードするＤＮＡが得
られる。ここでいう「ストリンジェントな条件」とは、
いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的な
ハイブリッドが形成されない条件をいう。この条件を明
確に数値化することは困難であるが、一例を示せば、相
同性が高いＤＮＡ同士、例えば５０％以上の相同性を有
するＤＮＡ同士がハイブリダイズし、それより相同性が
低いＤＮＡ同士がハイブリダイズしない条件、あるいは
通常のサザンハイブリダイゼーションの洗いの条件であ
る６０℃、１×ＳＳＣ，０．１％ＳＤＳ、好ましくは、
０．１×ＳＳＣ、０．１％ＳＤＳに相当する塩濃度でハ
イブリダイズする条件が挙げられる。このような条件で
ハイブリダイズする遺伝子の中には途中にストップコド
ンが発生したものや、活性中心の変異により活性を失っ
たものも含まれるが、それらについては、市販の活性発
現ペクターにつなぎラフィノ―ス合成酵素活性を記述の
方法で測定することによって容易に取り除くことができ
る。

【００６５】尚、本発明のＤＮＡを、ラフィノース合成
酵素のアンチセンスＲＮＡを発現させるために用いる場
合には、このＤＮＡは活性のあるラフィノース合成酵素
をコードしている必要はない。また、センスＲＮＡによ
っても、相同性のある内在性遺伝子の機能を抑制するこ
とができる。このような場合も、ＤＮＡが活性あるラフ
イノース合成酵素遺伝子をコードしている必要はなく、
また、全長を含まなくてもよく、好ましくは、６０％の
相同性を有するＮ末端側翻訳領域が５００塩基対程度あ
れぱよい。

【００６６】本発明者らが目的とする、キュウリ由来の
ラフィノース合成酵素のｃＤＮＡのクローニングに成功
した方法は上述の通りであるが、それ以外に下記の方法
が挙げられる。

【００６７】（１）キュウリ由来のラフィノース合成酵
素を単離精製し、決定されるアミノ酸配列、または配列
番号５に示すアミノ酸配列を基に全塩基配列を化学合成
する。

【００６８】（２）キュウリ植物体から染色体ＤＮＡを
調製し、プラスミドベクター等を用いて染色体ＤＮＡラ
イブラリーを作製し、このライブラリーからラフィノー
ス合成酵素遺伝子を、ハイブリダイゼーンション又はＰ
ＣＲによって取得する。尚、染色体由来のラフィノース
合成酵素遺伝子は、コード領域にイントロンが含まれる
ことが予想されるが、このようなイントロンによって分
断されたＤＮＡであっても、ラフィノース合成酵素をコ
ードする限り本発明のＤＮＡに含まれる。

【００６９】（３）ｐｏｌｙ（Ａ）⁺ＲＮＡを分子量等
によって分画し、ホイートジャーム又はウサギ網状赤血
球を用いたインビトロ翻訳系に供し、ラフィノース合成
酵素活性を有するポリペプチドをコードするｍＲＮＡが
存在する画分を決定し、それより目的のｃＤＮＡ断片を
作製、取得する。

【００７０】（４）抗キュウリラフィノース合成酵素抗
体を作製し、蛋白質発現ベクターにｃＤＮＡライブラリ
ーを乗せ、適当な宿主に感染させてｃＤＮＡがコードす
る蛋白質を発現させ、先程の抗体を用いて目的のｃＤＮ
Ａをスクリーニングしても良い。

【００７１】（５）ペプチド断片のアミノ酸配列から適
当なプライマーを合成し、ＲＡＣＥ法によって、末端を
含む配列を増幅し、これをクローニングしてもよい。

【００７２】＜３＞本発明のラフィノースの製造法 本発明のラフィノースの製造法においては、スクロース
及びガラクチノールに上記ラフィノース合成酵素を作用
させてラフィノースを生成させる。ラフィノース合成酵
素は、スクロースとガラクチノールに作用させると、ガ
ラクチノールを構成するガラクトース残基がスクロース
に転移し、ラフィノースが生成する。その際、ガラクチ
ノールを構成するミオイノシトールが生成する。

【００７３】ラフィノースの製造に使用するラフィノー
ス合成酵素は、植物体から抽出した酵素であっても、本
発明のＤＮＡを用いた遺伝子組換え法によって製造した
酵素であってもよい。

【００７４】スクロース及びガラクチノールにラフィノ
ース合成酵素を作用させるには、ラフィノース合成酵素
又はラフィノース合成酵素生産能を有する細胞をアルギ
ン酸ゲルやポリアクリルアミドゲル等の担体に固定化し
た固定化酵素又は固定化細胞をカラムに充填し、このカ
ラムにスクロース及びガラクチノールを含む溶液を通液
してもよい。担体及びラフィノース合成酵素又は細胞を
担体に固定化する方法は、通常のバイオリアクターに用
いられる材料及び方法を採用することができる。

【００７５】ラフィノース合成反応は、例えば、スクロ
ース及びガラクチノールを含む水溶液又は緩衝液等の溶
液に、ラフィノース合成酵素を添加することによって行
われる。前記溶液のｐＨは、約６〜８の範囲内、特にｐ
Ｈ７前後に調整されることが好ましい。また、反応温度
は約２８〜４２℃、好ましくは３５〜４０゜Ｃの範囲
内、特に３８℃前後であることが好ましい。尚、本発明
のラフィノース合成酵素は、約ｐＨ５〜８の範囲、特に
ｐＨ６付近で安定である。また、本酵素は少なくとも約
４０℃以下の温度範囲で安定である。

【００７６】本発明のラフィノース合成酵素は、ヨード
アセトアミド、Ｎ−エチルマレイミド、ＭｎＣｌ₂、Ｚ
ｎＣｌ₂、ＮｉＣｌ₂によって酵素活性が阻害されるの
で、これらの物質が反応液に含まれないことが望まし
い。

【００７７】反応液に加えるガラクチノール及びスクロ
ースの濃度は、ガラクチノール ５ｍＭ以上、スクロー
ス １．５ｍＭ以上が好適である。また、反応液に加え
るラフィノース合成酵素の添加量は、基質量に応じて添
加すればよい。

【００７８】反応液に含まれる未反応のスクロース、ガ
ラクチノール及び酵素反応により生じるミオイノシトー
ルからラフィノースを分離する方法としては、例えばゲ
ル濾過クロマトグラフィーが挙げられる。

【００７９】＜４＞本発明のキメラ遺伝子及び形質転換
植物 本発明のキメラ遺伝子は、ラフィノース合成酵素遺伝子
又はその一部と、植物細胞で発現可能な転写制御領域と
を含む。ラフィノース合成酵素遺伝子としては、前記＜
２＞に記載した本発明のラフィノース合成酵素をコード
するＤＮＡが挙げられる。さらに、本発明のキメラ遺伝
子をアンチセンス遺伝子として利用する場合には、ラフ
ィノース合成酵素をコードするＤＮＡの他に、ラフィノ
ース合成酵素遺伝子の非翻訳領域又はその一部であって
も、使用できる場合がある。非翻訳領域としては、例え
ば配列表配列番号４において塩基番号１〜５５（５’非
翻訳領域）、あるいは２４０７〜２５１７に示す配列
（３’非翻訳領域）が挙げられる。

【００８０】本発明のキメラ遺伝子において、転写制御
領域が、ラフィノース合成酵素をコードするＤＮＡに、
このＤＮＡコード鎖に相同なｍＲＮＡ（センスＲＮＡ）
を発現するように連結されている場合は、このキメラ遺
伝子が導入された植物細胞はラフィノース合成酵素を発
現し、ラフィノース族オリゴ糖含量が増加する。一方、
前記転写制御領域が、前記ＤＮＡのコード鎖に相補的な
配列を有するＲＮＡ（アンチセンスＲＮＡ）を発現する
ように前記ＤＮＡに連結されている場合、および、ラフ
ィノース合成酵素遺伝子の一部の断片、好ましくは、上
流コード領域の約２００塩基対以上に対するセンスＲＮ
Ａを発現するように連結されている場合、これらのキメ
ラ遺伝子が導入された植物細胞は、内在性ラフィノース
合成酵素の発現が抑制され、ラフィノース族オリゴ糖が
低減化する。

【００８１】上記のように、本発明のキメラ遺伝子で植
物を形質転換し、この遺伝子を植物細胞内で発現させる
ことにより、前記植物のラフィノース族オリゴ糖含量を
変化させることができる。

【００８２】本発明を適用する植物としては、油糧植物
であるダイズ、ナタネ、ワタ、砂糖を生産するテンサ
イ、サトウキビ、モデル植物としてシロイヌナズナ等が
挙げられる。

【００８３】また、植物細胞で発現可能な転写制御領域
としては、前述したような、植物全体で発現するＣａＭ
Ｖ ３５ＳＲＮＡプロモーター、ＣａＭＶ １９ＳＲＮ
Ａプロモーター、ノパリン合成酵素プロモーター等、緑
色組織で発現するＲｕｂｉｓＣＯ小サブユニットプロモ
ーター等、種子などの部位特異的に発現するナピン（ｎ
ａｐｉｎ）、ファセオリン（ｐｈａｓｅｏｌｉｎ）等の
遺伝子のプロモーター領域等が挙げられる。また、キメ
ラ遺伝子の３’末端には、ノパリン合成酵素ターミネー
ター、ＲｕｂｉｓＣＯ小サブユニット３’側部位等のタ
ーミネーターが連結されてもよい。

【００８４】キメラ遺伝子で植物を形質転換には通常用
いられている方法、アグロバクテリウム法、パーティク
ルガン法、エレクトロポレーション法、ＰＥＧ法等を、
供試する宿主細胞に応じて用いればよい。

【００８５】植物にキメラ遺伝子を導入する形質転換法
としては、アグロバクテリウム法、パーティクルガン
法、エレクトロポレーション法、ＰＥＧ法等が挙げられ
る。アグロバクテリウム法として具体的には、バイナリ
ーベクターを用いる方法がある。すなわち、Ｔｉプラス
ミド由来のＴ−ＤＮＡ、大腸菌などの微生物で機能可能
な複製起点、及びベクターを保持する植物細胞または微
生物細胞を選択するためのマーカー遺伝子を含むベクタ
ーを植物に感染させ、この植物から採取した種子を生育
させ、マーカー遺伝子の発現を指標としてベクターが導
入された植物を選択する。得られた植物について、ラフ
ィノース合成酵素活性を測定するか、あるいはラフィノ
ース族オリゴ糖の含量が変化したものを選択することに
よって、目的とする形質転換植物を取得することができ
る。

【００８６】以下に、ダイズにキメラ遺伝子を導入する
方法について説明する。ダイズ形質転換には、パーティ
クルガン法（Pro. Natl. Acad. Sci. USA, 86, 145 (19
89)、TIBTECH, 8, 145 (1990)、Bio/Technology, 6, 92
3 (1988)、Plant Physiol.,87, 671 (1988)、Develop.
Genetics, 11, 289 (1990)、Plant cell Tissue &Organ
Culture, 33, 227 (1993)）、アグロバクテリウム法
（Plant Physiol., 91, 1212 (1989)、 WO94/02620、 P
lant Mol. Biol., 9, 135 (1987)、Bio/Technology, 6,
915 (1988)）、エレクトロポレーション法（Plant Phy
siol., 99, 81(1992)、Plant Physiol., 84, 856 (198
9)、Plant Cell Reports, 10, 97 (1991)）のいずれの
方法も用いることができる。

【００８７】パーティクルガン法においては、エンビオ
ジェニック（embyogenc）組織、あるいは、開やく後３
０日から４０日の未熟種子の胚軸を用いればよい。約１
ｇのエンビオジェニック組織をペトリ皿に広げ、日的の
キメラ遺伝子をコーテイングした金粒子、タングステン
粒子などを打ち込めばよい。組織は、１時間から２時問
後液体培地に移し、培養する。２週間後、形質転換体選
抜のための抗生物質入りの培地に移し、培養する。６週
間後に、緑色の耐性不定胚が得られるので、これをさら
に新しい培地に移して培養し、植物体を再生させる。あ
るいは、胚軸を用いた場合には、胚軸を無菌的に摘出
し、パーティクルガンで処理した後、高濃度のサイトカ
イニンを含むＭＳ培地（Murashige and Skoog, Physiol
ogia Plantrum, 15, 473-497 (1962)）にて培養をす
る。暗黒下で、２週間培養した後、サイトカイニンの含
量を低下させたＭＳ培地にて１２時間から１６時間、光
照射下で室温で培養する。このとき、選抜マーカーとし
て用いた抗生物質を培地に添加しておくことが望まし
い。移植組織より多芽体が形成したら、ホルモン無添加
の培地に移すことで、発根させる。この幼植物体を温室
に移し、栽培する。

【００８８】アグロバクテリウムを用いる方法では、植
物組織としてコチルドナリーノッド（Cotyldonary no
d）を用いることが望ましい。アグロパクテリウムは、
市販のＬＢＡ４４０４、Ｃ５８、Ｚ７０７などを用いる
ことができるが、望ましくは、Ｚ７０７がよい。ベクタ
ーは、ｐＭＯＮ５３０（Monsanto Co.）に目的遺伝子を
挿入したプラスミドなどを用いることができる。ダイレ
クト・フリーズ・ソー（Direct freeze thaw）方法（An
et al., Plant Mol. Biol. Mannual A3:1-19, 1988）
などによって、アグロバクテリウム ツメファシエンス
（Agrobacterium tumefaciens）Ｚ７０７（Hepburn et
al., J, Gen. Microbiol, 131, 2961 (1985)）にプラス
ミドを導入する。このキメラ遺伝子で形質転換したアグ
ロバクテリウムは、一晩培養し、５０００ｒｐｍ、５分
間遠心し、Ｂ５懸濁培地に懸濁する。ダイズ種子は滅菌
し１／１０濃度のＢ５培地にて３日間培養し、発芽させ
る。子葉を切り出し、アグロバクテリウムの懸濁液で、
２時間供培養する。この子葉をＢ５培地（ガンボルグ(G
amborg)Ｂ５塩(Exp. Cell. Res., 50, 151 (1968)、ガ
ンボルグＢ５ビタミン、３％スクロース。５μＭベンジ
ルアミノプリン、１０μＭ ＩＢＡ、１００μＭ アセ
トシリンゴン含有）に移し、２５℃、２３時間光照射
（６０μEm^-2S^-1）の条件下で３日問培養する。次に、
アグロバクテリウムを除去するためにＢ５培地（５μＭ
ベンジルアミノプリン、１００ｍｇ／Ｌカルベニシリ
ン、１００ｍｇ／Ｌ バンコマイシン、５００ｍｇ／Ｌ
セファタキシム(cefotaxime)）にて４日間２５℃で毎
日培地を交換しながら培養する。その後、Ｂ５培地（２
００ｍｇ／Ｌカナマイシン）にて培養する。１から２カ
月でマルチシュートが形成される。これを、Ｂ５培地
（０．５８ｍｇ／Ｌ ジベレリン、５０ｍｇ／Ｌ カナマ
イシン）で培養し、シュートを伸長させる。次に、Ｂ５
培地（１０μＭ ＩＢＡ）に移し、発根させる。発根し
た幼植物体は、馴化し、温室にて栽培することによって
形質転換体を得ることができる。

【００８９】ラフィノース合成酵素遺伝子を導入した形
質転換体植物の確認は、形質転換体より、ＤＮＡを抽出
し、ラフィノース合成酵素遺伝子をプローブに用いてサ
ザンハイプリダイゼーションを行えば容易に確認でき
る。

【００９０】

【実施例】以下に、本発明を実施例によりさらに具体的
に説明する。はじめに、以下の実施例において、各精製
工程における活性画分の確認及び酵素の特性検討に用い
たラフィノース合成酵素活性の測定法を説明する。

【００９１】＜ラフィノース合成酵素活性測定法＞ラフ
ィノース合成酵素の活性は、ラフィノース合成反応によ
り生成したラフィノースをＨＰＬＣ（高速液体クロマト
グラフィー）により定量することによって行った。ＨＰ
ＬＣは、糖分析システムＤＸ５００（CarboPac PA1カラ
ム、パルスドアンペロメトリー検出器（ダイオネクス社
製））を用いて行った。

【００９２】ラフィノース合成反応は、最終濃度が下記
の組成になるように調製した反応液に１０〜５０μｌの
ラフィノース合成酵素液を添加して１００μｌとし、３
２℃で６０分間、反応を行った。

【００９３】〔反応液組成（最終濃度）〕 2.5 mM スクロース 5 mM ガラクチノール 5 mM ＤＴＴ 20 mM トリス塩酸緩衝液（ｐＨ７．０）

【００９４】上記のようにして反応を行った後、反応液
の４倍容のエタノールを加え、９５℃で３０秒間加熱し
て反応を停止した。これを遠心し、遠心上清を減圧乾固
した後、蒸留水に溶解し、糖分析システムにて反応生成
物中のラフィノースを定量し、ラフィノース酵素活性と
した。

【００９５】

【実施例１】 キュウリからのラフィノース合成酵素の
精製 ＜１＞キュウリからのラフィノース合成酵素の抽出 播種後６〜１０週間のキュウリ（品種「ＳＵＹＯＵ」）
本葉より、葉脈系を集め、液体窒素にて凍結し、−８０
℃にて保存した。凍結した葉脈系約２００ｇを液体窒素
下で乳鉢にて磨砕し、緩衝液１（４０ｍＭ トリス塩酸
緩衝液(ｐＨ７．０)、５ｍＭ ＤＴＴ、１ｍＭ ＰＭＳＦ
（フェニルメタンスルフォニルフルオリド）、１％ポリ
クラールＡＴ；セルバ社製）を加え、蛋白質を抽出し
た。抽出液は、ガーゼやミラクロス（カルバイオケム−
ノボバイオケム(Calbiochem-Novobiochem)社）などのフ
ィルターにて濾過し、濾液を４℃、約３０，０００×ｇ
で６０分間遠心した。得られた遠心上清を粗抽出液とし
た。

【００９６】＜２＞陰イオン交換クロマトグラフィー
（１） 上記で得られた粗抽出液約５６０ｍｌを、緩衝液２（２
０ｍＭ トリス塩酸緩衝液(ｐＨ７．０)、５ｍＭ ＤＴ
Ｔ）にて平衡化した強塩基性陰イオン交換クロマトグラ
フィーカラム（ＨｉＴｒａｐＱ；ファルマシア社製、
１．６ｃｍ×２．５ｃｍ）を５本連結したカラムに供
し、ラフィノース合成酵素活性をカラムに吸着させた。
続いてカラムの５倍容の緩衝液３（２０ｍＭ トリス塩
酸緩衝液(ｐＨ７．０)、０．２Ｍ ＮａＣｌ、５ｍＭ Ｄ
ＴＴ）にてカラムを洗浄して非吸着蛋白質を洗い流した
後、５０ｍｌの緩衝液４（２０ｍＭ トリス塩酸緩衝液
(ｐＨ７．０)、０．３Ｍ ＮａＣｌ、５ｍＭ ＤＴＴ）に
てラフィノース合成酵素活性をカラムから容出させた。

【００９７】＜３＞陰イオン交換クロマトグラフィー
（２） 上記の溶出液約７５ｍｌを透析チューブ（Ｐｏｒｍｅｍ
ｂｒａｎｅｓ ＭＷＣＯ：１０，０００；スペクトラ(Ｓ
ｐｅｃｔｒａ)社製）に入れ、１０Ｌの緩衝液５（２０
ｍＭ トリス塩酸緩衝液(ｐＨ７．０)、０．０５Ｍ Ｎａ
Ｃｌ、５ｍＭＤＴＴ）に対して、４℃で一晩透析した。
透析した試料を緩衝液５で平衡化した弱塩基性陰イオン
交換クロマトグラフィーカラム（ＤＥＡＥ−ＴＯＹＯＰ
ＥＡＲＬ；東ソー社製、２．２×２０ｃｍ）に供し、ラ
フィノース合成酵素活性をカラムに吸着させた。続いて
カラムの５倍容の緩衝液５にてカラムを洗浄して非吸着
蛋白質を洗い流した後、２０カラム容に対し０．０５Ｍ
〜０．３５ＭのＮａＣｌ濃度勾配を直線的にかけて酵素
活性を溶出し分画した。

【００９８】＜４＞ゲル濾過クロマトグラフィー 上記で得られた溶出液約１６０ｍｌを、濃縮器（セント
リプレップ１０；Ａｍｉｃｏｎ社製）を用いて６．５ｍ
ｌに濃縮した。この濃縮液３ｍｌずつをゲルろ過クロマ
トグラフィーカラム（Ｓｕｐｅｒｄｅｘ ２００ｐｇ；
ファルマシア社製、２．６ｃｍ×６０ｃｍ）に供した。
カラムの平衡化と溶出は、緩衝液６（２０ｍＭ トリス
塩酸緩衝液(ｐＨ７．０)、０．１Ｍ ＮａＣｌ、５ｍＭ
ＤＴＴ、０．０２％ Ｔｗｅｅｎ ２０）を用いて行っ
た。分画した各画分のうち、ラフィノース合成酵素活性
を有する画分を集めた。

【００９９】＜５＞ハイドロキシアパタイトクロマトグ
ラフィー ゲル濾過で分画したラフィノース合成酵素活性画分約２
５ｍｌを、セントリプレップ１０にて濃縮し、さらに、
緩衝液７（０．０１Ｍ リン酸ナトリウム緩衝液(ｐＨ
７．０)、５ｍＭ ＤＴＴ、０．０２％ Ｔｗｅｅｎ ２
０）を用いて緩衝液交換を行った。得られた濃縮液約
１．２ｍｌを、あらかじめ同緩衝液にて平衡化したハイ
ドロキシアパタイトカラム（Ｂｉｏ−Ｓｃａｌｅ ＣＨ
Ｔ−１；バイオラッド社製、０．７×５．２）に供し、
ラフィノース合成酵素活性を吸着させた。カラムを、カ
ラム体積の５倍量（１０ｍｌ）の同緩衝液にて洗浄した
後、２０カラム容に対し、０．０１Ｍ〜０．３Ｍのリン
酸濃度勾配を直線的にかけて酵素活性を溶出し分画し
た。

【０１００】＜６＞ハイドロキシアパタイトリクロマト
グラフィー 上記のようにして得られたハイドロキシアパタイトクロ
マトグラフィーによる活性画分を同様にしてリクロマト
し、精製ラフィノース合成酵素画分（約２ｍｌ）とし
た。

【０１０１】本活性画分の蛋白質量は約２００μｇであ
った。また、全活性は５７００ｎｍｏｌ／時間であり、
蛋白質当たりの比活性は約２８μｍｏｌ／時間／ｍｇで
あった。この活性画分は、後述するように電気泳動上で
分子量約９０ｋＤａ〜１００ｋＤａの単一バンドを示す
タンパク質のみを含んでいた。得られた精製酵素標品の
比活性は、粗抽出液の約２０００倍であり、ＨｉＴｒａ
ｐＱによる強塩基性陰イオン交換クロマトグラフィー後
の酵素量に対する回収率は１２％であった。精製の結果
を表１にまとめた。

【０１０２】

【表１】 表１ ─────────────────────────────────── 全蛋白質 全活性 比活性 収率 ｍｇ nmol/h nmol/h/mg ％ ─────────────────────────────────── 粗抽出液 1915 20700 11 − HiTrapQ 1092 48800 45 100 DEAE-TOYOPERL 540 33000 61 68 Superdex 200pg 1.79 26500 14800 54 ハイト゛ロキシアハ゜タイトクロマトク゛ラフィー(1) 0.51 12600 24700 26 ハイト゛ロキシアハ゜タイトクロマトク゛ラフィー(2) 0.20 5700 28500 12 ───────────────────────────────────

【０１０３】

【実施例２】 ラフィノース合成酵素の特性の検討 実施例１で得られた精製ラフィノース合成酵素の特性を
検討した。

【０１０４】＜１＞分子量測定 （１）ゲルろ過クロマトグラフィー 精製ラフィノース合成酵素を１０μｌとり、この試料お
よび分子量マーカー（ゲル濾過用分子量マーカーキッ
ト：ファルマシア社製）をゲルろ過クロマトグラフィー
カラム（Ｓｕｐｅｒｄｅｘ ２００ｐｇ；ファルマシア
社製）に供した。カラムの平衡化と溶出は、緩衝液６
（２０ｍＭ トリス塩酸緩衝液(ｐＨ７．０)、０．１Ｍ
ＮａＣｌ、５ｍＭ ＤＴＴ、０．０２％ Ｔｗｅｅｎ ２
０）を用いて行った。その結果、ラフィノース合成酵素
の分子量は、約７５ｋＤａ〜９５ｋＤａと推定された。

【０１０５】（２）ポリアクリルアミドゲル電気泳動
（Ｎａｔｉｖｅ ＰＡＧＥ） 精製ラフィノース合成酵素を１０μｌとり、同量のサン
プル緩衝液（０．０６２５Ｍ トリス−塩酸(ｐＨ６．
８)、１５％グリセロール、０．００１％ＢＰＢ）を加
え、電気泳動サンプルとした。このサンプル１０μｌを
１０％ポリアクリルアミドゲル（第一化学薬品製、マル
チゲル１０）に供し、０．０２５Ｍ トリス−０．１９
２Ｍ グリシン緩衝液(ｐＨ８．４)で４０ｍＡ、約６０
分泳動した。泳動後、シルベストステイン銀染色キット
（ナカライテスク社製）にて染色した。その結果、分子
量は約９０ｋＤａ〜１００ｋＤａと推定された。

【０１０６】（３）ＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル電
気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ） 精製ラフィノース合成酵素を１０μｌとり、同量のサン
プル緩衝液（０．０６２５Ｍ トリス−塩酸(ｐＨ６．
８)、２％ ＳＤＳ、１０％グリセロール、５％メルカプ
トエタノール、０．００１％ＢＰＢ）を加え沸騰浴中で
１分間加熱し、電気泳動サンプルとした。このサンプル
１０μｌを１０〜２０％グラジエントポリアクリルアミ
ドゲル（第一化学薬品製）に供し、０．１％ＳＤＳを含
む０．０２５Ｍ トリス−０．１９２Ｍ グリシン緩衝液
（ｐＨ８．４）で４０ｍＡ、約７０分泳動した。泳動
後、シルベストステイン銀染色キット（ナカライテスク
社製）にて染色した。結果を図２に示す。その結果、分
子量は約９０ｋＤａ〜１００ｋＤａと推定された。

【０１０７】＜２＞反応至適温度 前記のラフィノース合成酵素活性測定法にしたがって、
種々の温度条件下（２８℃、３２℃、３６℃、４０℃、
４４℃、４８℃、５２℃）でラフィノース合成酵素活性
を測定した。各反応液に加えた酵素液は、２μｌとし
た。３２℃での酵素活性を１００としたときの各温度で
の相対活性を図３に示す。その結果、ラフィノース合成
酵素は、約２５〜４２゜Ｃにわたる範囲で活性を示し、
反応至適温度は、３５〜４０℃付近であった。

【０１０８】＜３＞至適反応ｐＨ 前記のラフィノース合成酵素活性測定法にしたがって、
種々のｐＨ条件下（ｐＨ４〜１１）でラフィノース合成
酵素活性を測定した。各反応には、５０ｍＭクエン酸緩
衝液（ｐＨ４〜６）、５０ｍＭ リン酸カリウム緩衝液
（ｐＨ５．５〜７．５）、５０ｍＭ ビス−トリス緩衝
液（ｐＨ６〜７）、２０ｍＭ トリス−塩酸緩衝液（ｐ
Ｈ７〜８．５）、５０ｍＭ グリシン−ＮａＯＨ緩衝液
（ｐＨ９〜１１）を用いた。また、各反応液に加えた酵
素液は、２μｌとした。結果を図４に示す。

【０１０９】その結果、ラフィノース合成酵素はｐＨ５
〜１０の範囲で活性を示し、反応至適ｐＨは、用いた緩
衝液の種類によっても異なるが、６〜８付近であった。

【０１１０】＜４＞阻害剤及び金属イオンの検討 精製ラフィノース合成酵素の反応液に、各種の酵素阻害
剤又は金属イオンを終濃度で１ｍＭとなるように添加
し、ラフィノース合成酵素活性を前記と同様にして測定
した。阻害剤又は金属イオンを添加しない場合の酵素活
性に対する残存活性を表２に示す。ヨードアセトアミド
は酵素活性を顕著に阻害し、Ｎ−エチルマレイミドも阻
害効果を示した。また、ＣａＣｌ₂、ＣｕＣｌ₂、ＭｇＣ
ｌ₂は阻害効果がほとんど認められなかったが、ＭｎＣ
ｌ₂、ＺｎＣｌ₂、ＮｉＣｌ₂は阻害効果を示した。

【０１１１】

【表２】表２ ──────────────────── 阻害剤又は金属イオン 残存活性（％） ──────────────────── 無添加 １００ ヨードアセトアミド ０ Ｎ−エチルマレイミド ４０ ＣａＣｌ₂ １１５ ＣｕＣｌ₂ １０１ ＭｇＣｌ₂ ９６ ＭｎＣｌ₂ ３２ ＺｎＣｌ₂ ４２ ＮｉＣｌ₂ ６８ ────────────────────

【０１１２】＜５＞ミオイノシトールによる阻害 ラフィノース合成反応の反応生成物であるミオイノシト
ールによる阻害を調べた。各種濃度のミオイノシトール
を反応液に添加し、ラフィノース合成酵素活性を測定し
た。結果を図５に示す。添加したミオイノシトールの濃
度とともに酵素活性は阻害された。

【０１１３】＜６＞安定ｐＨ ５０ｍＭ ビストリス塩酸緩衝液（ｐＨ５〜８、０．５
ｍＭ ＤＴＴを含む）、又は２０ｍＭ トリス−塩酸緩衝
液（ｐＨ７〜８、０．５ｍＭ ＤＴＴを含む）中で、前
記陰イオン交換クロマトグラフィー（２）で得られたラ
フィノース合成酵素画分を４時間、４℃にてインキュベ
ートした後、ラフィノース合成酵素活性を測定した。イ
ンキュベートに用いた緩衝液のｐＨに対する酵素活性を
図６に示す。いずれのインキュベート条件においてもラ
フィノース合成活性が認められ、特にｐＨ５〜７．５の
範囲で安定であった。

【０１１４】＜７＞安定温度 ２０ｍＭ トリス−塩酸緩衝液（ｐＨ７、５ｍＭ ＤＴＴ
を含む）にて、前記陰イオン交換クロマトグラフィー
（２）で得られたラフィノース合成酵素画分を２８℃、
３２℃、３７℃又は４０℃で６０分インキュベートした
後、ラフィノース合成酵素活性を測定した。その結果、
本酵素は、２８℃〜４０℃の範囲で前記インキュベート
処理を行わなかった対照区と比較して８０％〜１００％
の活性を有し、安定であった。

【０１１５】＜８＞アミノ酸配列の解析 精製ラフィノース合成酵素のシステイン残基を還元ピリ
ジルエチル化し、脱塩した。これをリジルエンドペプチ
ダーゼ（Achromobacter protease 1、和光純薬工業社
製）にて３７℃、１２時間消化し、ペプチド断片化し
た。得られたペプチド混合液を逆相ＨＰＬＣ（カラム：
ウォーターズ μBondasphere(φ2.1×150 mm、C₁₈、300
Å)、ウォーターズ社製(ミリポア社)）に供し、各ペプ
チド断片を分離取得した。溶媒には０．１％ＴＦＡ（ト
リフルオロ酢酸）を用い、アセトニトリルの濃度勾配に
より溶出を行った。取得したペプチド断片のうち、３つ
の断片について、アミノ酸配列をプロテインシークエン
ーサーにより決定した。決定された各ペプチドのアミノ
酸配列を配列表配列番号１〜３に示す。以下、これらの
ペプチドを、それぞれ順にペプチド１、２、及び３とい
う。

【０１１６】

【実施例３】 ラフィノース合成酵素をコードするＤＮ
Ａの取得 ＜１＞ＰＣＲ法によるラフィノース合成酵素ｃＤＮＡの
部分断片の単離 キュウリの主葉脈２２ｇを液体窒素中で乳鉢を用いて磨
砕した。この磨砕物を、８０℃に余熱した抽出バッファ
ー（１００ｍＭ塩化リチウム、１００ｍＭトリス−塩酸
(ｐＨ８．０)、１０ｍＭ ＥＤＴＡ、１％ＳＤＳ）と等
量のフェノールを混合したものに加え、撹拌後、フェノ
ールと等量のクロロホルム：イソアミルアルコール（２
４：１）を加え、再び撹拌を行い、この混合液を４℃で
９２５０×ｇ、１５分間遠心処理し、上清を採取した。
この上清に対して繰り返しフェノール処理、クロロホル
ム：イソアミルアルコール処理を行い、遠心上清を得
た。この上清に等量の４Ｍ塩化リチウムを加え、−７０
℃で１時間静置した。

【０１１７】室温にて解凍後、４℃で９２５０×ｇ、３
０分間遠心処理し沈殿を得た。この沈殿を２Ｍ塩化リチ
ウム、８０％エタノールにより１回ずつ洗浄し、乾燥後
２ｍｌのジエチルピロカーボネート処理水に溶解し、精
製全ＲＮＡとした。得られた全ＲＮＡは２．３８ｍｇで
あった。

【０１１８】この全ＲＮＡ全量を、オリゴ（ｄＴ）セル
ロースカラムを用いたｐｏｌｙ（Ａ）⁺ＲＮＡ精製キッ
ト（ＳＴＲＡＴＡＧＥＮＥ ＣＬＯＮＩＮＧ ＳＹＳＴ
ＥＭＳ社製）に供し、ｐｏｌｙ（Ａ）⁺ＲＮＡ分子を精
製し、４２．５μｇのｐｏｌｙ（Ａ）⁺ＲＮＡを得た。

【０１１９】上記のようにして得られたｐｏｌｙ（Ａ）
⁺ＲＮＡから逆転写酵素ＳｕｐｅｒＳｃｒｉｐｔＩＩ
（ＧＩＢＣＯ ＢＲＬ社製）を用いて一本鎖ｃＤＮＡを
合成した。このｃＤＮＡ混合物からラフィノース合成酵
素ｃＤＮＡを単離するために、ＰＣＲ法による増幅を行
った。ＰＣＲに用いるプライマーは、実施例２で決定し
たキュウリ由来のラフィノース合成酵素のペプチド断片
のアミノ酸配列から、図７に示す一本鎖オリゴヌクレオ
チド（配列番号６〜２２）を合成した。各プライマーの
配列において、ＲはＡ又はＧを、ＹはＣ又はＴを、Ｍは
Ａ又はＣを、ＫはＧ又はＴを、ＤはＧ、Ａ又はＴを、Ｈ
はＡ、Ｔ又はＣを、ＢはＧ、Ｔ又はＣを、ＮはＧ、Ａ、
Ｔ若しくはＣ、又はイノシン（塩基はヒポキサンチン）
を、それぞれ表す。

【０１２０】プライマーとして、５’側プライマーにＡ
（Ａ１（配列番号６）、Ａ２（配列番号７）、Ａ３（配
列番号８）、Ａ４（配列番号９））、３’側プライマー
にＤ’（Ｄ’１（配列番号２１）、Ｄ’２（配列番号２
２））の組み合わせと、５’側プライマーにＣ２（配列
番号１４））、及び３’プライマーにＢ’１(配列番号
１８)、あるいはＢ’２(配列番号１９)を用いたとき
に、約５４０塩基対のＤＮＡが増幅された。この断片を
ＴＡクローニングキット（ＩＮＶＩＴＲＯＧＥＮＢＶ社
製）を用いてプラスミドｐＣＲＩＩにクローニングし、
塩基配列を解析したところ、両末端のプライマー配列の
内側にペプチド１、２のアミノ酸配列をコードしている
塩基配列が存在し、前記増幅断片はラフィノース合成酵
素遺伝子に由来するＤＮＡ断片であることがわかった。

【０１２１】さらに、クローニングした上記ＰＣＲ増幅
ＤＮＡ断片のラフィノース合成酵素遺伝子上での位置を
特定するために、ＲＡＣＥキット（３’Ａｍｐｉｆｉｎ
ｄｅｒ ＲＡＣＥ Ｋｉｔ（ＣＬＯＮＴＥＣＨ社製））
を用いて、３’ＲＡＣＥを行った。

【０１２２】前記ｃＤＮＡ混合物を鋳型に、５’側プラ
イマーにＣ（Ｃ１(配列番号１３)、Ｃ２(配列番号１
４)）、３’側プライマーにはオリゴ（ｄＴ）とアンカ
ー配列を有するプライマーを用いてＰＣＲを行い、さら
にこうして得られた増幅断片を鋳型に、Ｃより内側に位
置するＤ（Ｄ１(配列番号１５)、Ｄ２(配列番号１６)）
を５’側プライマーに、３’側プライマーにはオリゴ
（ｄＴ）−アンカープライマーを用いてＰＣＲを行っ
た。その結果、Ｃ１（配列番号１３）、Ｃ２（配列番号
１４）とオリゴ（ｄＴ）−アンカープライマーで増幅し
たＤＮＡを鋳型に、Ｄ２（配列番号１６）とオリゴ（ｄ
Ｔ）−アンカープライマーでＰＣＲを行ったときのみ、
約２４００塩基対のＤＮＡ断片が増幅した。また、５’
側プライマーにＣ（Ｃ１(配列番号１３)、Ｃ２(配列番
号１４)）、３’側プライマーにはオリゴ（ｄＴ）−ア
ンカープライマーを用いてＰＣＲを行い、さらにこうし
て得られた増幅断片を鋳型に、５’側プライマーにＥ
（配列番号１７）、３’側プライマーにはオリゴ（ｄ
Ｔ）−アンカープライマーを用いてＰＣＲを行った。そ
の結果、いずれの場合も、約３００塩基対のＤＮＡ断片
を増幅した。

【０１２３】同様に、前記ｃＤＮＡ混合物を鋳型に、
５’側プライマーにＡ（Ａ１(配列番号６)、Ａ２(配列
番号７)、Ａ３(配列番号８)あるいはＡ４(配列番号
９)）、３’側プライマーにはオリゴ（ｄＴ）とアンカ
ー配列を有するプライマーを用いてＰＣＲを行い、さら
にこうして得られた増幅断片を鋳型に、Ａより内側に位
置するＢ（Ｂ１(配列番号１０)、Ｂ２(配列番号１１)あ
るいはＢ３(配列番号１２)）、３’側に同じオリゴ（ｄ
Ｔ）−アンカープライマーを用いてＰＣＲを行った。そ
の結果、Ａのいずれのプライマーを用いたときも、Ｂ２
プライマーを用いたときに約２０００塩基対のＤＮＡ断
片を得た。そこで、Ａ２、Ｂ２プライマーを用いて増幅
したＤＮＡ断片をクローニングした。塩基配列を解析し
たところ、５’側にプライマー作成に用いたペプチド断
片１のアミノ酸配列をコードする塩基配列が存在した。
また、３’側にはｐｏｌｙ（Ａ）配列と、その上流にペ
プチド断片３に対応する塩基配列が存在した。

【０１２４】先のＰＣＲの結果と合わせると、ラフィノ
ース合成酵素ペプチド断片は、そのＮ末端側から２、
１、３の順に並んでおり、先にＰＣＲによって得られた
約５４０塩基対のＤＮＡ断片は、ラフィノース合成酵素
遺伝子上の５’末端に近い部分であることがわかった。
ラフィノース合成遺伝子全長を含むｃＤＮＡクローンを
スクリーニングするためには、プローブとするＤＮＡが
５’末端側に近い部分を検出できることが望ましいた
め、このＤＮＡ断片をプローブとしてｃＤＮＡライブラ
リーのスクリーニングに使用した。

【０１２５】＜２＞ラフィノース合成酵素ｃＤＮＡのコ
ード領域全長のクローニング まず、以下のようにしてｃＤＮＡライブラリーを作製し
た。＜１＞で得られたｐｏｌｙ（Ａ）⁺ＲＮＡ ３．８
μｇからＴｉｍｅ Ｓａｖｅｒ ｃＤＮＡ合成キット
（Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ社製）を用い
て、２本鎖ｃＤＮＡを合成した。得られたｃＤＮＡを、
λファージベクターλＭＯＳＳｌｏｘ（Ａｍｅｒｓｈａ
ｍ社製）のＥｃｏＲＩ制限酵素切断部位に組み込んだ
後、ＧｉｇａｐａｃｋII Ｇｏｌｄパッケージングキッ
ト（ＳＴＲＡＴＡＧＥＮＥ ＣＬＯＮＩＮＧ ＳＹＳＴ
ＥＭＳ社製）を用いて、ファージ蛋白質中に取り込ま
せ、キュウリのｃＤＮＡライブラリーを調製した。な
お、本ライブラリーのタイターは１．４６×１０⁷ｐｆ
ｕ／μｇベクターであった。

【０１２６】上記のキュウリのｃＤＮＡライブラリーか
ら１．４×１０⁵ｐｆｕに相当するファージを宿主細胞
エシェリヒア・コリ ＥＲ１６４７に感染させた後、直
径９０ｍｍの寒天プレート１４枚に、プレートあたり
１．０×１０⁴ｐｆｕとなるように蒔いた。これを３７
℃で約６．５時間培養した後、プレート上に形成された
ファージプラークをナイロンメンブレン（Ａｍｅｒｓｈ
ａｍ社製Ｈｙｂｏｎｄ−Ｎ＋）に転写した。

【０１２７】次に、上記ナイロンメンブレンを、アルカ
リで処理して転写されたＤＮＡを変性させ、中和した後
に洗浄した。その後、このナイロンメンブレンを８０℃
で２時間処理することでＤＮＡをメンブレン上に固定し
た。

【０１２８】得られたナイロンメンブレンに対し、＜１
＞で得た約５４０塩基対のＤＮＡ断片をプローブに用
い、陽性クローンのスクリーニングを行った。上記の約
５４０塩基対のＤＮＡ断片を、制限酵素ＥｃｏＲＩで消
化後に電気泳動し、約５４０塩基対のインサートのみを
切り出して精製したものを、ＤＮＡラベル・検出システ
ム（Ｇｅｎｅ Ｉｍａｇｅｓ ラベリング・検出システ
ム（Ａｍｅｒｓｈａｍ社製））を用いてフルオレセイン
ラベルし、プローブとした。前記のナイロンメンブレン
を６０℃で３０分間、プレハイブリダイゼーションを行
い、次いでラベルしたプローブを加えて６０℃で１６時
間のハイブリダイゼーションを行った。ラベルされたＤ
ＮＡを検出するための抗体（アルカリフォスファターゼ
標識抗フルオレセイン抗体）は、５００００倍に希釈し
て用いた。このスクリーニングにおいて陽性クローンの
候補株を得た。得られた候補株について上記と同様にし
てスクリーニングをさらに２回繰返し、純化した陽性ク
ローンを取得した。

【０１２９】上記の陽性クローンをエシェリヒア・コリ
ＢＭ２５．８に感染させ、カルベニシリンを含む選択培
地上で培養することで、ｃＤＮＡを含むプラスミドベク
ターλＭＯＳＳｌｏｘ−ＣＲＳを切り出した。このプラ
スミドの挿入ｃＤＮＡの長さは約２．５ｋｂであった。
さらにこのプラスミドで腸菌ＪＭ１０９を形質転換し、
形質転換体からプラスミドＤＮＡを調製し、これを塩基
配列を解析するための試料とした。

【０１３０】挿入ｃＤＮＡの塩基配列の解析にはＴａｑ
ＤｙｅＤｅｏｘｙ Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ Ｃｙｃｌ
ｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ Ｋｉｔ（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅ
ｌｍｅｒ社製）を用いる従来公知の方法で行った。

【０１３１】その結果、配列表の配列番号４に示す２３
５２塩基対よりなる塩基配列が明らかとなった。この配
列中には、本発明者らが用いたＤＮＡプローブの塩基配
列と一致する部分が存在した。また、塩基配列から翻訳
されるアミノ酸配列を配列番号４及び配列番号５に示し
た。このアミノ酸配列中には、本発明者らが得たキュウ
リ由来のラフィノースシンターゼのペプチド１（配列番
号５中、アミノ酸番号２１５〜２４４）、２（配列番号
５中、アミノ酸番号６１〜７９）及び３（配列番号５
中、アミノ酸番号７５６〜７６９）と一致する部分が存
在し、ラフィノース合成酵素をコードすることが確認さ
れた。

【０１３２】上記のようにして得られたラフィノース合
成酵素をコードするＤＮＡを含むプラスミドｐＭｏｓｓ
ｌｏｘＣＲＳを保持するエシェリヒア・コリＪＭ１０９
の形質転換体ＡＪ１３２６３は、平成８年１１月１９日
より、通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所
（郵便番号３０５ 日本国茨城県つくば市東一丁目１番
３号）にブダペスト条約に基づき国際寄託されており、
受託番号ＦＥＲＭ ＢＰ−５７４８が付与されている。

【０１３３】

【実施例４】 ラフィノース合成酵素をコードするＤＮ
Ａを含むキメラ遺伝子及び形質転換植物 ＜１＞キメラ遺伝子を含むプラスミドの構築 アグロバクテリウムとしてＬＢＡ４４０４、バイナリー
ベクターとしてｐＢＩ１２１（ＣＬＯＮＴＥＣＨ社）を
用いて、シロイヌナズナにラフィノース合成酵素のＤＮ
Ａ断片を導入した。ｐＢＩ１２１は、ｐＢＩＮ１９由来
のプラスミドであり、ノパリン合成酵素遺伝子プロモー
ター、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ構造遺伝
子（ＮＰＴII）、ノパリン合成酵素遺伝子ターミネータ
ー（Ｎｏｓ−ｔｅｒ）、ＣａＭＶ ３５Ｓプロモータ
ー、ＧＵＳ（β−グルクロニダーゼ）遺伝子、及びＮｏ
ｓ−ｔｅｒが接続し、これらの両側に植物への移行が可
能な配列を有する。ＣａＭＶ ３５Ｓプロモーターの下
流にはＳｍａＩ部位があり、この部位に挿入されたイン
サートは該プロモーターの制御下で発現する。

【０１３４】バイナリーベクターｐＢＩ１２１に、実施
例３で得られたラフィノース合成酵素遺伝子断片を挿入
した。ラフィノース合成酵素遺伝子をＤｒａＩ消化し、
配列表配列番号４において３０番目から１３４２番目ま
での塩基を含むＤＮＡ断片をアガロースゲル電気泳動に
より調製した。この断片をｐＢＩ１２１のＳｍａＩサイ
トにライゲーションした。このライゲーション反応液を
用いてエシェリヒア・コリＨＢ１０１を形質転換し、形
質転換株から組換えプラスミドを調製した。得られた組
換えプラスミドのうち、ＣａＭＶ ３５Ｓプロモーター
にラフィノース合成酵素ＤＮＡ断片が逆向きに接続した
もの（アンチセンス）、正の向きに接続したもの（セン
ス）ものを２種選択し、それぞれ、ｐＢＩＲＳ１及びｐ
ＢＩＲＳ９と命名した。

【０１３５】上記のようにして得られたプラスミドを、
トリペアレンタルメイティングによりアグロバクテリウ
ムＬＢＡ４４０４に導入した。シロイヌナズナの形質転
換は以下のように行った。シロイヌナズナ（Ａｒａｂｉ
ｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ）の種子は、吸水処理
後、１％Ｔｗｅｅｎ２０を含む８０％エタノールにて５
分間、同じく１％Ｔｗｅｅｎ２０を含む１０％次亜塩素
酸ナトリウムで１０分間処理し、滅菌水で５回洗浄して
殺菌した。これを、１％低融点アガロースに懸濁し、Ｍ
Ｓ培地（ＭＳ基本培地(Murashige and Skoog, Physiolo
gia Plantrum, 15, 473-497 (1962))、Ｂ５ビタミン、
１０ｇ／Ｌ スクロース ０．５ｇ／Ｌ ＭＥＳ、ｐＨ
５．８）にまいた。これを、２２℃、１６時間光照射、
８時間暗期の培養室にて１週間培養し、双葉が展開した
ものをロックウールに定植した。同条件で培養を続け、
約３週間後、植物が抽台し、茎の高さが数ｃｍになった
ところで摘心をした。摘心後１週間し、伸長した側枝の
最初の花が開花した状態まで生育させた。

【０１３６】ラフィノース合成酵素遺伝子を含む組換え
プラスミドを導入したアグロバクテリウムの前培養を２
ｍｌのＬＢ培地で行った。これを、５０ｍｇ／Ｌカナマ
イシン、２５ｍｇ／Ｌストレプトマイシン含有のＬＢ培
地に接種し２８℃で、約１日培養した。室温で集菌し、
浸潤用懸濁培地（１／２ＭＳ塩、１／２ガンボルグ(Gam
borg)Ｂ５ビタミン、５％スクロース、０．５ｇ／Ｌ Ｍ
ＥＳ、ｐＨ５．７（ＫＯＨ）、使用直前にベンジルアミ
ノプリンを最終濃度０．０４４μＭ、またシルウェット
(ＳｉｌｗｅｔＬ７７)を１Ｌ当たり２００μｌ（最終濃
度０．０２％）加える）に菌液のＯＤ₆₀₀が０．８にな
るように懸濁した。

【０１３７】浸潤を行う植物より開花結実している花を
取り除いた。ロックウールを逆さにして、前記アグロバ
クテリウム懸濁液に結実していない花を漬け、デシケー
タに入れて、４０ｍｍＨＧで１５分間減圧した。２から
４週間で、種子を集めた。収穫した種子は、デシケータ
で保存した。

【０１３８】つぎに、選抜培地にて、形質転換体を選抜
した。先に述ベたように種子を殺菌し、選抜培地（ＭＳ
塩、ガンボルグＢ５ビタミン、１％スクロース、０．５
ｇ／Ｌ ＭＥＳ、ｐＨ５．８、０．８％寒天；オートク
レーブ後、選択用抗生物質、カルベニシリン（最終濃度
１００ｍｇ／Ｌ、カナマイシン（最終濃度５０ｍｇ／
Ｌ）を加える）にて２２℃で培養し、耐性植物を選抜し
た。耐性植物は新しい培地に移し、本葉が展開するまで
育てた。ここの植物から種子を収穫した。同様の選抜を
繰り返し、Ｔ３種子を獲得した。Ｔ３種子について、先
に述ベた方法によりラフィノース含量を定量した。結果
を３に示す。

【０１３９】

【表３】 表３ ─────────────────────────────── 植 物 ラフィノース含量（ｍｇ／ｇ） ─────────────────────────────── 野生株 ０．２ 形質転換体（ｐＢＩＲＳ１） ０．０ 形質転換体（ｐＢＩＲＳ９） ０．０ ───────────────────────────────

【０１４０】

【発明の効果】本発明により、精製されたラフィノース
合成酵素、ラフィノース合成酵素遺伝子、ラフィノース
合成酵素遺伝子と植物で発現可能な制御領域を有するキ
メラ遺伝子、及びこのキメラ遺伝子が導入された植物が
提供される。

【０１４１】本発明のラフィノース合成酵素を用いるこ
とにより、スクロース及びガラクチノールから効率よく
ラフィノースを合成することができる。また、本発明の
ラフィノース合成酵素遺伝子又はキメラ遺伝子を利用す
ることにより、植物のラフィノース族オリゴ糖含量を変
化させることができる。

【０１４２】

【配列表】

配列番号：１ 配列の長さ：30 配列の型：アミノ酸 トポロジー：直鎖状 配列の種類：ペプチド フラグメント型：中間部ペプチド 配列 Phe Gly Trp Cys Thr Trp Asp Ala Phe Tyr Leu Thr Val His Pro Gln 1 5 10 15 Gly Val Ile Glu Gly Val Arg His Leu Val Asp Gly Gly Cys 20 25 30

【０１４３】配列番号：２ 配列の長さ：19 配列の型：アミノ酸 トポロジー：直鎖状 配列の種類：ペプチド フラグメント型：中間部ペプチド 配列 Pro Val Ser Val Gly Cys Phe Val Gly Phe Asp Ala Ser Glu Pro Asp 1 5 10 15 Ser Arg His

【０１４４】配列番号：３ 配列の長さ：14 配列の型：アミノ酸 トポロジー：直鎖状 配列の種類：ペプチド フラグメント型：中間部ペプチド 配列 Tyr Asp Gln Asp Gln Met Val Val Val Gln Val Pro Trp Pro 1 5 10

【０１４５】配列番号：４ 配列の長さ：2517 配列の型：核酸 鎖の数：二本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：cDNA to mRNA 起源 生物名：キュウリ（Cucumis sativas） 配列の特徴 特徴を表す記号：CDS 存在位置：56..2407 特徴を決定した方法： 配列 AAAAAACAAC CCTTCTTTTA GTTTTTTGGG TTTGTTTCTT CTTTTCTTCT CACAA ATG 58 Met 1 GCT CCT AGT TTT AAA AAT GGT GGC TCC AAC GTA GTT TCA TTT GAT GGC 106 Ala Pro Ser Phe Lys Asn Gly Gly Ser Asn Val Val Ser Phe Asp Gly 5 10 15 TTA AAT GAC ATG TCG TCA CCG TTT GCA ATC GAC GGA TCG GAT TTC ACT 154 Leu Asn Asp Met Ser Ser Pro Phe Ala Ile Asp Gly Ser Asp Phe Thr 20 25 30 GTG AAC GGT CAT TCG TTT CTG TCC GAT GTT CCT GAG AAC ATT GTT GCT 202 Val Asn Gly His Ser Phe Leu Ser Asp Val Pro Glu Asn Ile Val Ala 35 40 45 TCT CCT TCT CCG TAC ACT TCG ATA GAC AAG TCC CCG GTT TCG GTT GGT 250 Ser Pro Ser Pro Tyr Thr Ser Ile Asp Lys Ser Pro Val Ser Val Gly 50 55 60 65 TGC TTT GTT GGA TTC GAC GCG TCG GAA CCT GAT AGC CGA CAT GTT GTT 298 Cys Phe Val Gly Phe Asp Ala Ser Glu Pro Asp Ser Arg His Val Val 70 75 80 TCG ATT GGG AAG CTG AAG GAT ATT CGG TTT ATG AGT ATT TTC AGG TTT 346 Ser Ile Gly Lys Leu Lys Asp Ile Arg Phe Met Ser Ile Phe Arg Phe 85 90 95 AAG GTT TGG TGG ACT ACA CAC TGG GTT GGT CGA AAT GGT GGG GAT CTT 394 Lys Val Trp Trp Thr Thr His Trp Val Gly Arg Asn Gly Gly Asp Leu 100 105 110 GAA TCG GAG ACT CAG ATT GTG ATC CTT GAG AAG TCA GAT TCT GGT CGA 442 Glu Ser Glu Thr Gln Ile Val Ile Leu Glu Lys Ser Asp Ser Gly Arg 115 120 125 CCG TAT GTT TTC CTT CTT CCG ATC GTT GAG GGA CCG TTC CGA ACC TCG 490 Pro Tyr Val Phe Leu Leu Pro Ile Val Glu Gly Pro Phe Arg Thr Ser 130 135 140 145 ATT CAG CCT GGG GAT GAT GAC TTT GTC GAT GTT TGT GTC GAG AGT GGT 538 Ile Gln Pro Gly Asp Asp Asp Phe Val Asp Val Cys Val Glu Ser Gly 150 155 160 TCG TCG AAA GTT GTT GAT GCA TCG TTC CGA AGT ATG TTG TAT CTT CAT 586 Ser Ser Lys Val Val Asp Ala Ser Phe Arg Ser Met Leu Tyr Leu His 165 170 175 GCT GGT GAT GAT CCG TTT GCA CTT GTT AAA GAG GCG ATG AAG ATC GTG 634 Ala Gly Asp Asp Pro Phe Ala Leu Val Lys Glu Ala Met Lys Ile Val 180 185 190 AGG ACC CAT CTT GGA ACT TTT CGC TTG TTG GAG GAG AAG ACT CCA CCA 682 Arg Thr His Leu Gly Thr Phe Arg Leu Leu Glu Glu Lys Thr Pro Pro 195 200 205 GGT ATC GTG GAC AAA TTC GGT TGG TGC ACG TGG GAC GCG TTT TAC CTA 730 Gly Ile Val Asp Lys Phe Gly Trp Cys Thr Trp Asp Ala Phe Tyr Leu 210 215 220 225 ACG GTT CAT CCA CAG GGC GTA ATA GAA GGC GTG AGG CAT CTC GTC GAC 778 Thr Val His Pro Gln Gly Val Ile Glu Gly Val Arg His Leu Val Asp 230 235 240 GGC GGT TGT CCT CCC GGT TTA GTC CTA ATC GAC GAT GGT TGG CAA TCC 826 Gly Gly Cys Pro Pro Gly Leu Val Leu Ile Asp Asp Gly Trp Gln Ser 245 250 255 ATC GGA CAC GAT TCG GAT CCC ATC ACC AAA GAA GGA ATG AAC CAA ACC 874 Ile Gly His Asp Ser Asp Pro Ile Thr Lys Glu Gly Met Asn Gln Thr 260 265 270 GTC GCC GGC GAG CAA ATG CCC TGC CGT CTT TTG AAA TTC CAA GAG AAT 922 Val Ala Gly Glu Gln Met Pro Cys Arg Leu Leu Lys Phe Gln Glu Asn 275 280 285 TAC AAA TTC CGT GAC TAC GTC AAT CCC AAG GCC ACC GGC CCC CGA GCC 970 Tyr Lys Phe Arg Asp Tyr Val Asn Pro Lys Ala Thr Gly Pro Arg Ala 290 295 300 305 GGC CAG AAG GGG ATG AAG GCG TTT ATA GAT GAA CTC AAA GGA GAG TTT 1018 Gly Gln Lys Gly Met Lys Ala Phe Ile Asp Glu Leu Lys Gly Glu Phe 310 315 320 AAG ACT GTG GAG CAT GTT TAT GTT TGG CAT GCT TTG TGT GGA TAT TGG 1066 Lys Thr Val Glu His Val Tyr Val Trp His Ala Leu Cys Gly Tyr Trp 325 330 335 GGT GGC CTT CGC CCG CAG GTG CCT GGC TTG CCT GAG GCA CGT GTG ATT 1114 Gly Gly Leu Arg Pro Gln Val Pro Gly Leu Pro Glu Ala Arg Val Ile 340 345 350 CAG CCA GTG CTT TCA CCA GGG CTG CAG ATG ACG ATG GAG GAT TTG GCG 1162 Gln Pro Val Leu Ser Pro Gly Leu Gln Met Thr Met Glu Asp Leu Ala 355 360 365 GTG GAT AAG ATT GTT CTT CAT AAG GTC GGG CTG GTC CCG CCG GAG AAG 1210 Val Asp Lys Ile Val Leu His Lys Val Gly Leu Val Pro Pro Glu Lys 370 375 380 385 GCT GAG GAG ATG TAC GAA GGA CTT CAT GCT CAT TTG GAA AAA GTT GGG 1258 Ala Glu Glu Met Tyr Glu Gly Leu His Ala His Leu Glu Lys Val Gly 390 395 400 ATC GAC GGT GTT AAG ATT GAC GTT ATC CAC CTA TTG GAG ATG TTG TGT 1306 Ile Asp Gly Val Lys Ile Asp Val Ile His Leu Leu Glu Met Leu Cys 405 410 415 GAA GAC TAT GGA GGG AGA GTG GAT TTG GCA AAG GCA TAT TAC AAA GCA 1354 Glu Asp Tyr Gly Gly Arg Val Asp Leu Ala Lys Ala Tyr Tyr Lys Ala 420 425 430 ATG ACC AAA TCA ATA AAT AAA CAT TTT AAA GGA AAT GGA GTC ATT GCA 1402 Met Thr Lys Ser Ile Asn Lys His Phe Lys Gly Asn Gly Val Ile Ala 435 440 445 AGT ATG GAA CAT TGT AAC GAC TTC ATG TTC CTT GGC ACG GAA GCT ATC 1450 Ser Met Glu His Cys Asn Asp Phe Met Phe Leu Gly Thr Glu Ala Ile 450 455 460 465 TCT CTT GGT CGT GTT GGT GAT GAC TTT TGG TGC ACG GAC CCC TCT GGT 1498 Ser Leu Gly Arg Val Gly Asp Asp Phe Trp Cys Thr Asp Pro Ser Gly 470 475 480 GAT CCA AAC GGT ACG TTT TGG CTC CAA GGA TGT CAC ATG GTT CAT TGT 1546 Asp Pro Asn Gly Thr Phe Trp Leu Gln Gly Cys His Met Val His Cys 485 490 495 GCC AAC GAC AGC TTG TGG ATG GGG AAC TTC ATC CAC CCT GAC TGG GAT 1594 Ala Asn Asp Ser Leu Trp Met Gly Asn Phe Ile His Pro Asp Trp Asp 500 505 510 ATG TTC CAA TCC ACC CAC CCT TGT GCC GCC TTC CAT GCT GCC TCT CGA 1642 Met Phe Gln Ser Thr His Pro Cys Ala Ala Phe His Ala Ala Ser Arg 515 520 525 GCC ATC TCT GGT GGC CCG ATC TAT GTT AGT GAT TCT GTG GGA AAG CAT 1690 Ala Ile Ser Gly Gly Pro Ile Tyr Val Ser Asp Ser Val Gly Lys His 530 535 540 545 AAC TTT GAT CTT CTG AAA AAA CTA GTG CTT CCT GAT GGA TCG ATC CTT 1738 Asn Phe Asp Leu Leu Lys Lys Leu Val Leu Pro Asp Gly Ser Ile Leu 550 555 560 CGA AGT GAG TAC TAT GCA CTC CCG ACT CGC GAT TGT TTG TTT GAA GAC 1786 Arg Ser Glu Tyr Tyr Ala Leu Pro Thr Arg Asp Cys Leu Phe Glu Asp 565 570 575 CCT TTG CAT AAT GGA GAA ACT ATG CTT AAG ATT TGG AAT CTC AAC AAG 1834 Pro Leu His Asn Gly Glu Thr Met Leu Lys Ile Trp Asn Leu Asn Lys 580 585 590 TTC ACT GGA GTG ATT GGT GCA TTC AAC TGC CAA GGA GGA GGA TGG TGT 1882 Phe Thr Gly Val Ile Gly Ala Phe Asn Cys Gln Gly Gly Gly Trp Cys 595 600 605 CGT GAG ACA CGC CGC AAC CAA TGC TTT TCA CAA TAC TCA AAA CGA GTG 1930 Arg Glu Thr Arg Arg Asn Gln Cys Phe Ser Gln Tyr Ser Lys Arg Val 610 615 620 625 ACA TCC AAA ACT AAC CCA AAA GAC ATA GAA TGG CAC AGT GGA GAA AAC 1978 Thr Ser Lys Thr Asn Pro Lys Asp Ile Glu Trp His Ser Gly Glu Asn 630 635 640 CCT ATC TCT ATT GAA GGC GTT AAA ACC TTT GCG CTT TAC CTC TAT CAA 2026 Pro Ile Ser Ile Glu Gly Val Lys Thr Phe Ala Leu Tyr Leu Tyr Gln 645 650 655 GCC AAA AAA CTT ATC CTC TCC AAG CCC TCT CAA GAT CTT GAC ATA GCT 2074 Ala Lys Lys Leu Ile Leu Ser Lys Pro Ser Gln Asp Leu Asp Ile Ala 660 665 670 CTT GAC CCA TTC GAA TTC GAG CTC ATC ACT GTT TCA CCA GTG ACC AAA 2122 Leu Asp Pro Phe Glu Phe Glu Leu Ile Thr Val Ser Pro Val Thr Lys 675 680 685 CTC ATC CAA ACT TCT CTA CAC TTT GCC CCA ATT GGG CTG GTG AAC ATG 2170 Leu Ile Gln Thr Ser Leu His Phe Ala Pro Ile Gly Leu Val Asn Met 690 695 700 705 CTT AAC ACT AGT GGA GCC ATC CAA TCT GTG GAC TAT GAC GAT GAC CTA 2218 Leu Asn Thr Ser Gly Ala Ile Gln Ser Val Asp Tyr Asp Asp Asp Leu 710 715 720 AGC TCA GTC GAG ATT GGT GTC AAA GGG TGT GGT GAG ATG CGA GTA TTT 2266 Ser Ser Val Glu Ile Gly Val Lys Gly Cys Gly Glu Met Arg Val Phe 725 730 735 GCA TCG AAA AAA CCA AGG GCT TGT CGT ATT GAT GGG GAG GAT GTT GGG 2314 Ala Ser Lys Lys Pro Arg Ala Cys Arg Ile Asp Gly Glu Asp Val Gly 740 745 750 TTC AAG TAT GAT CAG GAC CAA ATG GTG GTG GTT CAA GTG CCA TGG CCA 2362 Phe Lys Tyr Asp Gln Asp Gln Met Val Val Val Gln Val Pro Trp Pro 755 760 765 ATT GAT TCT TCA TCG GGT GGC ATT TCG GTT ATC GAG TAC TTG TTT 2407 Ile Asp Ser Ser Ser Gly Gly Ile Ser Val Ile Glu Tyr Leu Phe 770 775 780 TAATTTTTAT TTATGTAAGC TCAATGATTG TTGTTGTTGT CGCTGTTGTT GCTATCAATG 2467 TATTTCTCTC CAAAAGAAAA TTATGTGTAA TTTGGAGAGT AATTAAGTGA 2517

【０１４６】配列番号：５ 配列の長さ：784 配列の型：アミノ酸 トポロジー：直鎖状 配列の種類：タンパク質 配列 Met Ala Pro Ser Phe Lys Asn Gly Gly Ser Asn Val Val Ser Phe Asp 1 5 10 15 Gly Leu Asn Asp Met Ser Ser Pro Phe Ala Ile Asp Gly Ser Asp Phe 20 25 30 Thr Val Asn Gly His Ser Phe Leu Ser Asp Val Pro Glu Asn Ile Val 35 40 45 Ala Ser Pro Ser Pro Tyr Thr Ser Ile Asp Lys Ser Pro Val Ser Val 50 55 60 Gly Cys Phe Val Gly Phe Asp Ala Ser Glu Pro Asp Ser Arg His Val 65 70 75 80 Val Ser Ile Gly Lys Leu Lys Asp Ile Arg Phe Met Ser Ile Phe Arg 85 90 95 Phe Lys Val Trp Trp Thr Thr His Trp Val Gly Arg Asn Gly Gly Asp 100 105 110 Leu Glu Ser Glu Thr Gln Ile Val Ile Leu Glu Lys Ser Asp Ser Gly 115 120 125 Arg Pro Tyr Val Phe Leu Leu Pro Ile Val Glu Gly Pro Phe Arg Thr 130 135 140 Ser Ile Gln Pro Gly Asp Asp Asp Phe Val Asp Val Cys Val Glu Ser 145 150 155 160 Gly Ser Ser Lys Val Val Asp Ala Ser Phe Arg Ser Met Leu Tyr Leu 165 170 175 His Ala Gly Asp Asp Pro Phe Ala Leu Val Lys Glu Ala Met Lys Ile 180 185 190 Val Arg Thr His Leu Gly Thr Phe Arg Leu Leu Glu Glu Lys Thr Pro 195 200 205 Pro Gly Ile Val Asp Lys Phe Gly Trp Cys Thr Trp Asp Ala Phe Tyr 210 215 220 Leu Thr Val His Pro Gln Gly Val Ile Glu Gly Val Arg His Leu Val 225 230 235 240 Asp Gly Gly Cys Pro Pro Gly Leu Val Leu Ile Asp Asp Gly Trp Gln 245 250 255 Ser Ile Gly His Asp Ser Asp Pro Ile Thr Lys Glu Gly Met Asn Gln 260 265 270 Thr Val Ala Gly Glu Gln Met Pro Cys Arg Leu Leu Lys Phe Gln Glu 275 280 285 Asn Tyr Lys Phe Arg Asp Tyr Val Asn Pro Lys Ala Thr Gly Pro Arg 290 295 300 Ala Gly Gln Lys Gly Met Lys Ala Phe Ile Asp Glu Leu Lys Gly Glu 305 310 315 320 Phe Lys Thr Val Glu His Val Tyr Val Trp His Ala Leu Cys Gly Tyr 325 330 335 Trp Gly Gly Leu Arg Pro Gln Val Pro Gly Leu Pro Glu Ala Arg Val 340 345 350 Ile Gln Pro Val Leu Ser Pro Gly Leu Gln Met Thr Met Glu Asp Leu 355 360 365 Ala Val Asp Lys Ile Val Leu His Lys Val Gly Leu Val Pro Pro Glu 370 375 380 Lys Ala Glu Glu Met Tyr Glu Gly Leu His Ala His Leu Glu Lys Val 385 390 395 400 Gly Ile Asp Gly Val Lys Ile Asp Val Ile His Leu Leu Glu Met Leu 405 410 415 Cys Glu Asp Tyr Gly Gly Arg Val Asp Leu Ala Lys Ala Tyr Tyr Lys 420 425 430 Ala Met Thr Lys Ser Ile Asn Lys His Phe Lys Gly Asn Gly Val Ile 435 440 445 Ala Ser Met Glu His Cys Asn Asp Phe Met Phe Leu Gly Thr Glu Ala 450 455 460 Ile Ser Leu Gly Arg Val Gly Asp Asp Phe Trp Cys Thr Asp Pro Ser 465 470 475 480 Gly Asp Pro Asn Gly Thr Phe Trp Leu Gln Gly Cys His Met Val His 485 490 495 Cys Ala Asn Asp Ser Leu Trp Met Gly Asn Phe Ile His Pro Asp Trp 500 505 510 Asp Met Phe Gln Ser Thr His Pro Cys Ala Ala Phe His Ala Ala Ser 515 520 525 Arg Ala Ile Ser Gly Gly Pro Ile Tyr Val Ser Asp Ser Val Gly Lys 530 535 540 His Asn Phe Asp Leu Leu Lys Lys Leu Val Leu Pro Asp Gly Ser Ile 545 550 555 560 Leu Arg Ser Glu Tyr Tyr Ala Leu Pro Thr Arg Asp Cys Leu Phe Glu 565 570 575 Asp Pro Leu His Asn Gly Glu Thr Met Leu Lys Ile Trp Asn Leu Asn 580 585 590 Lys Phe Thr Gly Val Ile Gly Ala Phe Asn Cys Gln Gly Gly Gly Trp 595 600 605 Cys Arg Glu Thr Arg Arg Asn Gln Cys Phe Ser Gln Tyr Ser Lys Arg 610 615 620 Val Thr Ser Lys Thr Asn Pro Lys Asp Ile Glu Trp His Ser Gly Glu 625 630 635 640 Asn Pro Ile Ser Ile Glu Gly Val Lys Thr Phe Ala Leu Tyr Leu Tyr 645 650 655 Gln Ala Lys Lys Leu Ile Leu Ser Lys Pro Ser Gln Asp Leu Asp Ile 660 665 670 Ala Leu Asp Pro Phe Glu Phe Glu Leu Ile Thr Val Ser Pro Val Thr 675 680 685 Lys Leu Ile Gln Thr Ser Leu His Phe Ala Pro Ile Gly Leu Val Asn 690 695 700 Met Leu Asn Thr Ser Gly Ala Ile Gln Ser Val Asp Tyr Asp Asp Asp 705 710 715 720 Leu Ser Ser Val Glu Ile Gly Val Lys Gly Cys Gly Glu Met Arg Val 725 730 735 Phe Ala Ser Lys Lys Pro Arg Ala Cys Arg Ile Asp Gly Glu Asp Val 740 745 750 Gly Phe Lys Tyr Asp Gln Asp Gln Met Val Val Val Gln Val Pro Trp 755 760 765 Pro Ile Asp Ser Ser Ser Gly Gly Ile Ser Val Ile Glu Tyr Leu Phe 770 775 780

【０１４７】配列番号：６ 配列の長さ：23 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列 TTYTAYCTBA CHGTNCAYCC TCA 23

【０１４８】配列番号：７ 配列の長さ：23 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列 TTYTAYCTBA CHGTNCAYCC CCA 23

【０１４９】配列番号：８ 配列の長さ：23 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列 TTYTAYCTBA CHGTNCAYCC ACA 23

【０１５０】配列番号：９ 配列の長さ：23 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列 TTYTAYCTBA CHGTNCAYCC GCA 23

【０１５１】配列番号：１０ 配列の長さ：26 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：６番目及び11番目のヌクレオチドNはイ
ノシンを、他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 GARGGNGTNM GNCAYCTRGT NGAYGG 26

【０１５２】配列番号：１１ 配列の長さ：26 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：６番目及び11番目のヌクレオチドNはイ
ノシンを、他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 GARGGNGTNM GNCAYCTYGT NGAYGG 26

【０１５３】配列番号：１２ 配列の長さ：26 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：６番目及び11番目のヌクレオチドNはイ
ノシンを、他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 GARGGNGTNM GNCAYTTRGT NGAYGG 26

【０１５４】配列番号：１３ 配列の長さ：26 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：３番目のヌクレオチドNはイノシンを、
他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 GTNGGNTGYT TYGTNGGYTT YGAYGC 26

【０１５５】配列番号：１４ 配列の長さ：26 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：３番目のヌクレオチドNはイノシンを、
他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 GTNGGNTGYT TYGTNGGRTT YGAYGC 26

【０１５６】配列番号：１５ 配列の長さ：29 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：９番目及び11番目のヌクレオチドNはイ
ノシンを、他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 TTYGAYGCNT CNGARCCHGA YTCDCGNCA 29

【０１５７】配列番号：１６ 配列の長さ：30 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：９番目及び11番目のヌクレオチドNはイ
ノシンを、他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 TTYGAYGCNT CNGARCCHGA YTCDAGYCAY 30

【０１５８】配列番号：１７ 配列の長さ：20 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列 GAYCARGAYC TRATGGTNGT 20

【０１５９】配列番号：１８ 配列の長さ：26 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：６番目及び15番目のヌクレオチドNはイ
ノシンを、他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 CCRTCNACYA GRTGNCKNAC NCCYTC 26

【０１６０】配列番号：１９ 配列の長さ：26 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：６番目及び15番目のヌクレオチドNはイ
ノシンを、他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 CCRTCNACRA GRTGNCKNAC NCCYTC 26

【０１６１】配列番号：２０ 配列の長さ：26 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：６番目及び15番目のヌクレオチドNはイ
ノシンを、他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 CCRTCNACYA TRTGNCKNAC NCCYTC 26

【０１６２】配列番号：２１ 配列の長さ：29 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：３番目及び18番目のヌクレオチドNはイ
ノシンを、他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 TGNCGHGART CDGGYTCNGA NGCRTCRAA 29

【０１６３】配列番号：２２ 配列の長さ：30 配列の型：核酸 鎖の数：一本鎖 トポロジー：直鎖状 配列の種類：他の核酸 合成ＤＮＡ 配列の特徴： 特徴を表す記号： 存在位置： 特徴を決定した方法： その他の情報：Ｎはイノシンを表す。 その他の情報：19番目のヌクレオチドNはイノシンを、
他のNは、A、G、C又はTを表す。 配列 RTGRCTHGAR TCDGGYTCNG ANGCRTCRAA 30

【図面の簡単な説明】

【図１】 ラフィノース合成反応によって生じるラフィ
ノース生成量と反応時間との関係を示す図。

【図２】 ラフィノース合成酵素のＳＤＳ−ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動の結果を示す写真。Ｍは分子量マ
ーカーを、Ｓはラフィノース合成酵素を含む試料を示
す。数字は分子量（ｋＤａ）を表す。

【図３】 ラフィノース合成酵素活性に対する反応温度
の影響を示す図。

【図４】 ラフィノース合成酵素活性に対する反応ｐＨ
の影響を示す図。

【図５】 ラフィノース合成酵素活性に対するミオイノ
シトールの影響を示す図。

【図６】 ラフィノース合成酵素の安定ｐＨ範囲を示す
図。

【図７】 合成プライマーとペプチドのアミノ酸配列と
の関係を示す図。ＲはＡ又はＧを、ＹはＣ又はＴを、Ｍ
はＡ又はＣを、ＫはＧ又はＴを、ＤはＧ、Ａ又はＴを、
ＨはＡ、Ｔ又はＣを、ＢはＧ、Ｔ又はＣを、ＮはＧ、
Ａ、Ｔ若しくはＣを、Ｉはイノシンを表す。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記性質を有するラフィノース合成酵
   素。 （１）作用及び基質特異性：スクロースとガラクチノー
   ルからラフィノースを生成する。 （２）至適ｐＨ：約６〜８ （３）至適温度：約３５〜４０℃ （４）分子量： ゲルろ過クロマトグラフィーにより測定される分子
   量：約７５ｋＤａ〜９５ｋＤａ ポリアクリルアミドゲル電気泳動により測定される分
   子量：約９０ｋＤａ〜１００ｋＤａ 還元条件下におけるＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル
   電気泳動により測定される分子量：約９０ｋＤａ〜１０
   ０ｋＤａ （５）阻害：ヨードアセトアミド、Ｎ−エチルマレイミ
   ド、ミオイノシトールにより阻害される。
2. 【請求項２】 アミノ酸配列中に、配列表の配列番号１
   〜３に示す各アミノ酸配列を含む請求項１記載のラフィ
   ノース合成酵素。
3. 【請求項３】 下記（Ａ）又は（Ｂ）に示すタンパク質
   であるラフィノース合成酵素。 （Ａ）配列表の配列番号５に記載のアミノ酸配列を有す
   るタンパク質。 （Ｂ）配列表の配列番号５に記載のアミノ酸配列におい
   て、１若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、付
   加、又は逆位を含むアミノ酸配列からなり、かつ、スク
   ロースとガラクチノールからラフィノースを生成する活
   性を有するタンパク質。
4. 【請求項４】 スクロース及びガラクチノールに請求項
   １〜３のいずれか一項に記載のラフィノース合成酵素を
   作用させてラフィノースを生成させることを特徴とする
   ラフィノースの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれか一項に記載のラ
   フィノース合成酵素をコードするＤＮＡ。
6. 【請求項６】 下記（Ａ）又は（Ｂ）に示すタンパク質
   をコードするＤＮＡ。 （Ａ）配列表の配列番号５に記載のアミノ酸配列を有す
   るタンパク質。 （Ｂ）配列表の配列番号５に記載のアミノ酸配列におい
   て、１若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、付
   加、又は逆位を含むアミノ酸配列からなり、かつ、スク
   ロースとガラクチノールからラフィノースを生成する活
   性を有するタンパク質。
7. 【請求項７】 下記（ａ）又は（ｂ）に示すＤＮＡであ
   る請求項５記載のＤＮＡ。 （ａ）配列表の配列番号４に記載の塩基配列のうち、少
   なくとも塩基番号５７〜２４０８からなる塩基配列を含
   むＤＮＡ。 （ｂ）配列表の配列番号４に記載の塩基配列のうち、少
   なくとも塩基番号５７〜２４０８からなる塩基配列とス
   トリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつスク
   ロースとガラクチノールからラフィノースを生成する活
   性を有するタンパク質をコードするＤＮＡ。
8. 【請求項８】 ラフィノース合成酵素遺伝子又はその一
   部と、植物細胞で発現可能な転写制御領域とを含むキメ
   ラ遺伝子。
9. 【請求項９】 前記ラフィノース合成酵素遺伝子が、請
   求項５〜７のいずれか一項に記載のＤＮＡである請求項
   ８記載のキメラ遺伝子。
10. 【請求項１０】 前記転写制御領域が、前記ＤＮＡのコ
    ード鎖に相補的な配列を有するアンチセンスＲＮＡを発
    現するように前記ＤＮＡに連結されている請求項８又は
    ９記載のキメラ遺伝子。
11. 【請求項１１】 請求項８〜１０のいずれか一項に記載
    のキメラ遺伝子で形質転換された植物。
12. 【請求項１２】 請求項８〜１０のいずれか一項に記載
    のキメラ遺伝子で植物を形質転換し、この遺伝子を植物
    細胞内で発現させることにより、前記植物のラフィノー
    ス族オリゴ糖含量を変化させる方法。