Functional characterization of novel carotenoids-protein complex with aqueous properties found in vegetables and fruits

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K02383
• Research Institution: Kobe Women's University
• Principal Investigator: 安藤 清一 神戸女子大学, 家政学部, 教授 (80131986)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: カロテノイド / 特異的タンパク質 / 水溶性 / 電気泳動 / 果実類 / 野菜類

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。
これまでの研究において、水溶性に可溶化されるカロテノイドがウンシュウミカン、マスクメロン（赤肉）、カキ、ビワ、ニンジン、パプリカ（黄色）の果肉中に存在することを明らかにしたが、パプリカ（黄色）果肉は水溶性に可溶化されるカロテノイド量も多く、本研究課題の素材として最適であった。
本年度、β-カロテンおよびカプサンチンをそれぞれ多く含有する黄色および赤色のパプリカ果肉を、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°C)を行い、カロテノイドの存在によって着色した上清画分を得た。これら上清画分を飽和度90%の硫酸アンモニウムで塩析、濃縮後、0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)溶液に対して透析し、ゲル濾過カラムに供した。黄色および赤色パプリカでは、透析した上清画分に含まれるタンパク質のそれぞれ80.8%および78.2%がゲル濾過カラムによって溶出された。黄色および赤色パプリカのゲル濾過溶出画分の極大吸収は、それぞれ479,452,432,407nmおよび478nmであった。さらに、限外濾過膜(分画分子量10,000ダルトン)を使用した遠心濃縮(4,000 xg、60分、5°C)によって、両パプリカのゲル濾過溶出画分を濃縮し、SDS-電気泳動（12%ゲル）に供した結果、未染色の状態で分子量10,000ダルトン付近に黄色または赤色に着色したバンドを確認することができた。したがって、パプリカ果肉中では、脂溶性カロテノイドはタンパク質と複合体を形成することにより、水溶性に可溶化されることが示唆された。