Exploring a novel perspective in the research of marine organic matter dynamics with a focus on constituents with a high level of proline

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H06294
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 永田 俊 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (40183892)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高巣 裕之 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 助教 (00774803) ; 横川 太一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, 研究員 (00402751)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Keywords: 海洋 / 有機物 / サブミクロン粒子 / アミノ酸 / プロリン

Outline of Annual Research Achievements

結合型アミノ酸（タンパク質やペプチド）は、海洋微生物バイオマスの半分以上を占める最重要の生体高分子であり、海洋炭素・窒素循環の中で重要な役割を果たしている。これまでタンパク質を構成する20種類のアミノ酸のうち唯一の環状２級アミンであり、独特の化学構造を持つL-プロリンは、方法上の制約などもあり大きく見逃されてきたが、近年の研究の結果、L-プロリンを高濃度に含有する有機成分が海洋に広く分布する可能性が指摘されている。本研究では、高プロリン含有成分が海洋の有機物動態の中で果たす役割を明らかにするために、高プロリン含有成分の分析方法の検討を進めるとともに、海洋における分布や動態、起源、蓄積、輸送過程に関わる情報を集積する。そのために、地球化学と微生物学の専門家の学際的な結集により、実験的および観測的研究を実施することで、新しい海洋有機物動態論の開拓に挑戦することを目的とした。Ｈ２９年度は、本研究の推進の基礎となる、高プロリン含有成分の分析技術として、高速液体ガスクロマトグラフ法（ＨＰＬＣ法）を用いた分析手法についての文献調査と分析システムの検討を行った。その結果、プレカラム誘導体化法によるプロリンの分析が海洋試料については最も効果的であると判断し、分析システムの導入と立ち上げを進めた。また、海洋微生物に含まれるさまざまなタンパク質の中に高プロリン含有成分についての情報を整理した。さらに、文献調査から海洋での各種アミノ酸分布の特性を調べるとともに、研究船航海における試料の採取方法についての検討も進めた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の推進のうえで重要な基盤となる分析システムの導入と立ち上げを行うことができ、また文献調査や予備的な分析を進めることができたため、研究はおおむね順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

Ｈ２９年度に立ち上げたシステムを用い、環境中でのプロリンの分布についての情報を得るとともに、分布特性と環境因子との関連を解析する。また海洋環境中でのプロリン含有成分の挙動を明らかにするための実験を行い、プロリン含有成分の蓄積と分解に関する基礎的な知見を蓄積する予定である。