カイコ幼虫の消化液に含まれるアミラーゼとプロテアーゼを用いた新しい教材開発  [in Japanese] Development of new teaching materials using amylase and protease in digestive juice collected from larvae of the silkworm, Bombyx mori.  [in Japanese]

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Abstract

<p>カイコ5齡幼虫から採取した消化液には,アミラーゼおよびプロテアーゼが含まれている.これらの酵素を用いて,高校生物で学習する遺伝子発現や酵素機能をより深く分子レベルで理解するための新しい実験教材の開発を目的とした.消化液pHは強アルカリ性を示し,その値は11.4であり,消化液に含まれている主要イオンは炎色反応からカリウムであると判断された.消化液のアミラーゼおよびプロテアーゼ活性の最適pHは極めて高く,両酵素とも強アルカリ性酵素であった.また,両酵素について,カイコ3系統間での活性差異を調べた結果,アミラーゼについてぱ大造'が,プロテアーゼについては'錦秋'×'鐘和'ど小石丸'が高活性を示した.さらに,プロテアーゼについて酵素特性を調べた結果,剛最適反応温度は35℃を越えており, (2)消化液中での酵素力価は0.27~0.54 U/20μL消化液であり,(3)セリンプロテアーゼの活性阻害剤であるAEBSFにより,酵素活性は著しく抑えられた.これら得られた結果とデータベースに登録されているプロテアーゼのCDNA情報を組み合わせて,具体的な授業プログラムを新たに立案し,試行的に実施した.このプログラムの推進により,カイコ中臈細胞内でのプロテアーゼの生合成・分泌過程および消化管内での役割について,よりよく理解できるものと期待される.</p>

<p>It was demonstrated that amylase and protease in digestive juice (DJ) collected from the 5th larvae of the silkworm, Bombyx mori, are new promising educational materials in high school biology for deeper understanding of gene expression and enzyme function at the molecular level. The DJ showed to be markedly high alkaline, pH=11.4. Judging from frame reaction, relatively high content of K was present in the DJ as a major ionic element. Optimum reaction pH for amylase and protease was extremely high, indicating highly alkaline enzymes. Both enzyme activities weredifferent among three strains tested: higher activities were detected in 'Daizo' for amylase, and in 'Kinshu x Shouwa' and 'Koishimaru' for protease. Additional characterization of protease was examined as follows: (1) the optimum reaction temperature was over 35°C, (2) the enzyme titer in vivo was estimated to be in the range of 0.27 U ―0.54 U/20μL, (3) the enzyme activity was strongly blocked by AEBSF, a serine-protease inhibitor. Combining with present results and data-baseinformation on protease-encoding cDNA, a new definite teaching program was made up and used for a trial lesson, by which it is possible to lead better understanding of the whole process of protease synthesis and secretion in midgut cells, and protease function in digestive tube as well.</p>

Journal

  • Japanese Journal of Biological Education

    Japanese Journal of Biological Education 55(1), 2-13, 2014

    The Society of Biological Science Education of Japan

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130007719625
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN0012957X
  • Text Lang
    JPN
  • ISSN
    0287-119X
  • NDL Article ID
    025989302
  • NDL Call No.
    Z18-53
  • Data Source
    NDL  J-STAGE 
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