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New insight into structural analsis on plant food proteins by small-angle X-ray and neutron scattering

Research Project

Project/Area Number 17K07816
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Food science
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Sato Nobuhiro  京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (10303918)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
KeywordsX線小角散乱 / 中性子小角散乱 / 食品構造 / 食品物性 / 小麦タンパク質 / 大豆タンパク質 / SAXS / グリシニン / β-コングリシニン / 熱変性 / SANS / グリアジン / グルテニン / グルテン / コントラスト変調法 / ホフマイスター系列 / 水和 / 食品 / 蛋白質 / 量子ビーム / 小角散乱
Outline of Final Research Achievements

Nanostructure of plant food protein assemblies were investigated by small-angle X-ray and neutron scattering. For wheat protein gliadin hydrates, it was found that the addition of sodium chloride induces hierarchical inhomogeneous structure with different sizes. It was also found that the deamidation of gliadin greatly influences the effect of sodium chloride on the aggregate structure. Furthermore, it was demonstrated that the addition of salts other than sodium chloride significantly changes the physical properties of the gliadin aggregates, even though there was no significant difference in the nanostructure revealed by SAXS. For soybean protein, it was found that the presence of buffer solutions and increase in ionic strength raise the temperature at which thermal denaturation occurs, leading to improved thermal stability of associated structure of soy proteins.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

凝集状態の食品タンパク質についてこれまで未解明だった、内部構造、すなわち構成タンパク質の存在状態や凝集体内での構造の揺らぎ、他の構成成分との相関構造についてSAXSやSANSを用いて解析する一方、物性や構造の変化をもたらす種々の条件(脱アミド化や異なる種類の添加塩、イオン強度等)を明らかにすることによって、高品質の食品や高機能の食品素材を製造するための知見を提供するとともに、ナノメートルからマイクロメートルの領域における食品タンパク質の階層構造を統一的に理解し、食品構造化学の新しい展開をもたらすことができた。

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] A feasibility study of inverse contrast-matching small-angle neutron scattering method combined with size exclusion chromatography using antibody interactions as model systems2021

    • Author(s)
      Sato Nobuhiro、Yogo Rina、Yanaka Saeko、Martel Anne、Porcar Lionel、Morishima Ken、Inoue Rintaro、Tominaga Taiki、Arimori Takao、Takagi Junichi、Sugiyama Masaaki、Kato Koichi
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 0 Issue: 6 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1093/jb/mvab012

    • NAID

      40022687772

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] SEC-iCM-SANSによる抗体分子の精密構造解析2021

    • Author(s)
      佐藤信浩、與語理那、谷中冴子、Anne Martel、Lionel Porcar、 守島健、井上倫太郎、富永大輝、有森貴夫、高木淳一、 杉山正明、加藤晃一
    • Organizer
      量子ビームサイエンスフェスタ
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 量子ビーム小角散乱による食品タンパク質構造解析の新展開2021

    • Author(s)
      佐藤信浩
    • Organizer
      第36回放射光学会年会
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      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] タンパク質会合体の精密構造解析のための分析超遠心, SEC-SAXS およびSEC-iCM-SANS の統合的利用2020

    • Author(s)
      佐藤信浩, 守島健, 井上倫太郎, 與語理那, 谷中冴子, 矢木宏和, 加藤晃一、Anne Martel, Lionel Porcar, 杉山 正明
    • Organizer
      第20回日本中性子科学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 量子ビーム小角散乱を用いた植物性食品タンパク質のナノ構造解析2020

    • Author(s)
      佐藤信浩
    • Organizer
      PF研究会「量子ビームを活用した食品科学」
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] X線小角散乱でみる大豆タンパク質のナノ構造に対する緩衝剤および塩の影響2020

    • Author(s)
      佐藤信浩, 裏出令子, 奥田綾, 守島健, 井上倫太郎, 杉山正明
    • Organizer
      日本農芸化学会 2020年度大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] X線小角散乱を用いた大豆タンパク質の凝固にともなうナノ構造解析2019

    • Author(s)
      佐藤信浩, 裏出令子, 奥田綾, 守島健, 井上倫太郎, 杉山正明
    • Organizer
      日本食品科学工学会第66回大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Small-angle Scattering Analysis of Nanostructure of Hydrated Wheat Protein Assembly2019

    • Author(s)
      Nobuhiro Sato, Reiko Urade, and Masaaki Sugiyama
    • Organizer
      Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering 2019
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] X線・中性子小角散乱によるグリアジン/グルテニン複合体の集合構造解析2019

    • Author(s)
      佐藤信浩, 裏出令子, 守島健, 井上倫太郎, 杉山正明
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] X 線小角散乱でみるグリアジン水和凝集体のナノ構造: NaCl 添加と脱アミド化の効果2018

    • Author(s)
      佐藤信浩,裏出令子,東野ゆうき,久保田秀人,杉山正明
    • Organizer
      日本食品科学工学会第65回大会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] A SAXS study of thermal denaturation and coagulation of a major soybean storage protein β-conglycinin2018

    • Author(s)
      佐藤信浩, 東野ゆうき, 井上倫太郎, 杉山正明, 裏出令子
    • Organizer
      日本生物物理学会第55回年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 小角散乱法による小麦タンパク質グリアジン/グルテニン複合体の構造解析2018

    • Author(s)
      佐藤信浩, 裏出令子, 守島健, 井上倫太郎, 杉山正明
    • Organizer
      日本中性子科学会第18回年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] グリアジンのナノ凝集体構造に対する塩の作用2018

    • Author(s)
      東野ゆうき、佐藤信浩、杉山正明、 清水祥、大原英之、裏出令子
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
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      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 論文リスト|京都大学複合原子力科学研究所

    • URL

      https://www.rri.kyoto-u.ac.jp/research/activity/p_list

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      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 京都大学複合原子力科学研究所-研究成果-論文リスト

    • URL

      http://www.rri.kyoto-u.ac.jp/research/activity/p_list

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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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