Bruchid（Zabrotes subfasciatus）アルファアミラーゼcDNAの分子クローニングと発現酵素とBeanアミラーゼ阻害剤の相互作用

アルファアミラーゼは、澱粉質の種子を侵入するゾウムシの重要な消化酵素であり、植物は保護のためにタンパク質藻類α-アミラーゼ阻害剤（アルファAI）を進化させました。ゾウムシのアルファアミラーゼとアルファAIの間の相互作用をよりよく理解するために、Zabrotes subfasciatus幼虫のアルファアミラーゼcDNAをクローン化しました。このブルーチドの幼虫は、栽培された豆の種子の種子であるgumon菌の種子であるPhaseolus vulgarisです。ただし、種子には高レベルのアルファAIが含まれています。Zsamyと呼ばれるα-アミラーゼcDNAは、17アミノ酸のシグナルペプチドを持つ466アミノ酸の成熟タンパク質をコードします。このタンパク質は、50〜60％のアミノ酸同一性を持ち、他の5つの既知の昆虫α-アミラーゼです。触媒に重要であることが知られている3つのアミノ酸残基と、基質結合に関与する3つのヒスチジン残基が、Zsamyの由来アミノ酸配列に保存されています。培養昆虫細胞にバキュロウイルスベクターを伴うズサミーの発現は、培養された豆で見つかった阻害剤の形態である活性アルファアミラーゼ、アルファAI-1の産生をもたらしました。ブルーチドアルファアミラーゼ。これらおよびその他の観察結果は、Zsamyがこのブルーチド種の主要な幼虫アミラーゼをコードするという結論につながります。

alpha-Amylases are important digestive enzymes in weevils that infest starchy seeds, and plants have evolved proteinaceous alpha-amylase inhibitors (alpha AI) for protection. To gain a better understanding of the interaction between weevil alpha-amylases and alpha AIs, we cloned the alpha-amylase cDNA of Zabrotes subfasciatus larvae. Larvae of this bruchid infest seeds of cultivated varieties of the common bean, Phaseolus vulgaris, although the seeds contain high levels of an alpha AI. The alpha-amylase cDNA, called ZsAmy, encodes a mature protein of 466 amino acids with a signal peptide of 17 amino acids. This protein has 50-60% amino acid identity with the other five known insect alpha-amylases. Three amino acid residues known to be important for catalysis and three histidine residues involved in substrate binding are conserved in the derived amino acid sequence of ZsAmy. Expression of ZsAmy with a baculovirus vector in cultured insect cells resulted in the production of active alpha-amylase, alpha AI-1, the form of the inhibitor found in cultivated beans, does not inhibit larval or expressed bruchid alpha-amylase, but alpha AI-2, a form of the inhibitor found in certain wild bean accessions, does inhibit the larval, as well as the expressed bruchid alpha-amylase. These and other observations lead to the conclusion that ZsAmy encodes the major larval amylase of this bruchid species.