| Project/Area Number |
19K02383
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
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| Research Institution | Kobe Women's University |
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Principal Investigator |
安藤 清一 神戸女子大学, 家政学部, 教授 (80131986)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | カロテノイド / 特異的タンパク質 / 水溶性 / 果実類 / 野菜類 / 電気泳動 / 複合体 / 水溶性化 / 機能性解析 |
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| Outline of Research at the Start |
抗酸化作用や生活習慣病の予防効果が期待されるカロテノイドは、生物に普遍的に存在する脂溶性の生理活性色素である。ニンジンやウンシュウミカンなど、身近な野菜や果実類の脂質量はきわめて少ないにも関わらず、カロテノイドを含有する。また、野菜や果実類から調製した果汁を放置することによって、薄く着色した上澄みが生成する。これらの事実は、野菜や果実類では、本来脂溶性であるカロテノイドが水溶性に可溶化されて存在する可能性を強く示唆する。本研究では、野菜や果実類に存在するカロテノイドが水溶性に可溶化される現象を明らかにした上で、可溶性カロテノイドの形成に関わる特異的タンパク質を単離し、その性状を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、野菜や果実類に存在するカロテノイドが水溶性に可溶化されることを見いだし、脂溶性カロテノイドの水溶性化に関わる特異的タンパク質の単離と構造上の特徴を明らかにすることを目的とする。
これまで、β-カロテンを多く含有するニンジンやマスクメロン（赤肉）の果肉、β-クリプトキサンチンを多く含有するウンシュウミカンやビワの果肉をショ糖溶液や生理的食塩水などの水溶性溶媒でホモジナイズし、遠心分離することにより、上清画分にカロテノイドが存在すること、またゲル濾過カラムに対する挙動から上清画分中のカロテノイドはタンパク質と同一の溶出位置に存在すること、さらに上清画分は飽和度90%の硫酸アンモニウムによって塩析、濃縮されることを明らかにした。他方、果実類は酵素的褐変反応の進行が速く、上清画分に混入する黄褐色の褐変色素を除去することが困難であり、カロテノイドを水溶性に可溶化する特異的タンパク質の特定には、野菜類を実験材料に用いる必要があった。
本年度、β-カロテンを多く含有するパプリカ（黄色）果肉を、4倍量の0.137M NaCl含有リン酸緩衝液(pH7.4)中でホモジナイズし、遠心分離(20,000 xg、30分、5℃)によって黄色の上清画分を得た。この上清画分を飽和度90%の硫酸アンモニウムで塩析、濃縮後、0.137M NaCl含有リン酸緩衝液に対して透析し、ゲル濾過カラムに供した。透析した上清画分に含まれるタンパク質の82.1%がゲル濾過カラムによって溶出され、447nmと432nmに極大吸収を示した。さらに、限外濾過膜（分画分子量30,000ダルトン）を使用した遠心濃縮(4,000 xg、60分、5℃)によって、ゲル濾過カラムの溶出画分は5.3倍に濃縮され、タンパク質の回収率は75.2%であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度、β-カロテンを多く含有するパプリカ（黄色）果肉を対象として、脂溶性カロテノイドが水溶性化していること、その水溶性化に特異的タンパク質が関与していることを明らかにした。飽和度90%の硫酸アンモニウムによる塩析と濃縮、ゲル濾過カラムによる溶出、さらに限外濾過膜（分画分子量30,000ダルトン）を使用した遠心濃縮によって調製した画分を未変性条件下での電気泳動（ゲル濃度4-15%）に供した結果、黄色に着色した画分は濃縮ゲル上に留まり、泳動されないことが判明した。未変性条件下での電気泳動では、特異的タンパク質を単離することは難しく、この問題を解決するために、変性条件下での電気泳動を検討する必要が生じ、進捗状況がやや遅れている。脂溶性カロテノイドの水溶性化に関わる特異的タンパク質を単離するためには、変性条件下での電気泳動が有効であると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
β-カロテンを多く含有するパプリカ（黄色）果肉を対象として、ドデシル硫酸ナトリウムを変性剤とする電気泳動によって、脂溶性カロテノイドの水溶性化に関わる特異的タンパク質を単離する。単離した特異的タンパク質のN末端および内部アミノ酸配列に基づき、タンパク質データベースを検索して、特異的タンパク質と相同性のあるタンパク質を特定する。また、脂溶性カロテノイドの結合に関わる特異的タンパク質の機能モチーフの特徴を明らかにする。
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