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卵白におけるタンパク質混合系の協同的な凝集体ネットワーク形成機構の解明

Research Project

Project/Area Number 17J03290
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Food science
Research InstitutionUniversity of Tsukuba
Research Fellow 岩下 和輝  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsタンパク質凝集 / 液液相分離 / コアセルベーション / 卵白 / オボアルブミン / リゾチーム / オボトランスフェリン
Outline of Annual Research Achievements

卵白はタンパク質含有量が多く、優れたゲル化特性をもつ食品である。この卵白ゲルの粘弾性や保水性といった物性はタンパク質凝集体のネットワークに起因する。本研究では、卵白加熱ゲルの物性の起源となる凝集体のネットワーク形成の分子機構を明らかにすることを目的とする。昨年度は、卵白タンパク質の主成分であるオボアルブミンとオボトランスフェリン、リゾチームの3種を用い、その混合系で異種タンパク質が協同的に熱凝集する過程を明らかにした。その中で、オボアルブミンおよびオボトランスフェリンの凝集体に対し、天然状態のリゾチームが会合することを見出し、本年度はその作用機構を解明することを目的とした。
オボアルブミンとリゾチームを低イオン強度の溶液で混合すると、複合体が形成され溶液が白濁した。互いに天然状態の場合は、数μmの大きさの球形をした液滴を形成した。この液滴は可逆的な静電相互作用および水素結合による流動性を有する。これに対して、一方のタンパク質を部分変性させると、オボアルブミンとリゾチームの複合体は、数十μmの大きさの不規則な形の凝集体として観察された。変性したオボアルブミン/リゾチームが形成する複合体は、静電相互作用に加えて不可逆な疎水性相互作用を介して形成されるフラクタル構造のネットワークをもつ凝集体であった。
複数種類のタンパク質が混在している系においては、一種のタンパク質がわずかに変性したことを引き金に、対に荷電したタンパク質との静電引力と疎水性相互作用を介して、凝集体の成長が促進された。当該研究が明らかにした複数のタンパク質の協同的な凝集は、卵白タンパク質を用いた食品工学だけでなく、生体内タンパク質の凝集によって引き起こされる疾患の病理学やタンパク質精製の生物工学に対して、タンパク質科学の物理化学に立脚した理解および制御を可能にする。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Co-aggregation of ovotransferrin and lysozyme2019

    • Author(s)
      Iwashita Kazuki、Handa Akihiro、Shiraki Kentaro
    • Journal Title

      Food Hydrocolloids

      Volume: 89 Pages: 416-424

    • DOI

      10.1016/j.foodhyd.2018.11.022

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of Aggregation, Coaggregation, and Liquid Droplet of Proteins Using Small Additives2019

    • Author(s)
      Iwashita Kazuki、Mimura Masahiro、Shiraki Kentaro
    • Journal Title

      Current Pharmaceutical Biotechnology

      Volume: 19 Issue: 12 Pages: 946-955

    • DOI

      10.2174/1389201020666181204113054

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coacervates and coaggregates: Liquid?liquid and liquid?solid phase transitions by native and unfolded protein complexes2018

    • Author(s)
      Iwashita Kazuki、Handa Akihiro、Shiraki Kentaro
    • Journal Title

      International Journal of Biological Macromolecules

      Volume: 120 Pages: 10-18

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2018.08.063

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Co-aggregation of ovalbumin and lysozyme2017

    • Author(s)
      Iwashita Kazuki、Handa Akihiro、Shiraki Kentaro
    • Journal Title

      Food Hydrocolloids

      Volume: 67 Pages: 206-215

    • DOI

      10.1016/j.foodhyd.2017.01.014

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] コアセルベーションとタンパク質凝集2018

    • Author(s)
      岩下和輝
    • Organizer
      LLPS研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 卵白タンパク質の協同的な凝集過程2017

    • Author(s)
      岩下和輝、半田明弘、白木賢太郎
    • Organizer
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 異種タンパク質の協同的な熱凝集2017

    • Author(s)
      岩下和輝
    • Organizer
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] タンパク質のアモルファス凝集と溶解性―基礎研究からバイオ産業・創薬研究への応用まで―2019

    • Author(s)
      白木賢太郎、岩下和輝、三村真大
    • Total Pages
      283
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313979
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2019-12-27  

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