アミラーゼ - トリプシン阻害剤の合成と蓄積、およびパン小麦の穀物発達中の炭水化物プロファイルの変化（Triticum aestivum L）

背景：最近の研究では、アミラーゼ - トリプシン阻害剤（ATI）およびFODMAP（発酵性オリゴ、ディ、単糖、ポリオール）と呼ばれる特定の炭水化物が小麦の感度を促進する上で重要な役割を果たすことが示されています。これまで、小麦のカリオプシスの発生中のATIの蓄積を調査した研究はありませんでした。一般的な小麦cvのカリオプスを収集しました。ATIおよびFODMAPコンテンツの組成変化を研究するための8つの異なる穀物発達段階での「アーノルド」。 結果：収穫されたカリオプスのサイズ、タンパク質、炭水化物濃度について分析されました。ATIはさらにMALDI-TOF MSによって特徴付けられ、それらのトリプシン阻害は酵素アッセイによって評価されました。結果は、ATIの蓄積が開花後約1週間後に始まり、その後生理学的成熟まで着実に増加したことを示した。しかし、酵素阻害の観点からのATIの生物学的活性は、開花後約4週間前に検出できませんでした。炭水化物分析により、穀物発達の初期段階で短鎖フルカンの豊富さが明らかになりましたが、非水溶性炭水化物は後の発生段階で増加しました。 結論：結果は、穀物の充填と成熟中の複雑な代謝に関する新しい洞察を提供し、特にATI含有量とトリプシンに対する抑制性の可能性に重点を置いています。ATIの蓄積とそれらの生物学的活性の発達の間の時間遅れは、おそらく二量体と四量体へのATIの組み立てに起因するものであり、これは阻害能にとって重要であると思われます。

BACKGROUND: Recent studies indicate that amylase-trypsin inhibitors (ATIs) and certain carbohydrates referred to as FODMAPs (fermentable oligo-, di-, monosaccharides and polyols) play an important role in promoting wheat sensitivity. Hitherto, no study has investigated the accumulation of ATIs during the development of the wheat caryopsis. We collected caryopses of common wheat cv. 'Arnold' at eight different grain developmental stages to study compositional changes in ATI and FODMAP content. RESULTS: The harvested caryopses were analysed for their size, protein and carbohydrate concentrations. ATIs were further characterized by MALDI-TOF MS, and their trypsin inhibition was evaluated by an enzymatic assay. The results showed that ATI accumulation started about 1 week after anthesis and subsequently increased steadily until physiological maturity. However, the biological activity of ATIs in terms of enzyme inhibition was not detectable before about 4 weeks after anthesis. Carbohydrate analysis revealed the abundance of short-chain fructans in early stages of grain development, whereas non-water-soluble carbohydrates increased during later developmental stages. CONCLUSIONS: The results provide new insights into the complex metabolisms during grain filling and maturation, with particular emphasis on the ATI content as well as the inhibitory potential towards trypsin. The time lag between ATI accumulation and development of their biological activity is possibly attributed to the assembling of ATIs to dimers and tetramers, which seems to be crucial for their inhibitory potential.