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甲殻類における銅蛋白質群の黒変現象への寄与とその反応機構について

研究課題

研究課題/領域番号 15K07574
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 水圏生命科学
研究機関京都大学

研究代表者

増田 太郎  京都大学, 農学研究科, 助教 (40395653)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード甲殻類 / 黒変 / メラニン形成 / 銅タンパク質 / メラニン生成 / フェノールオキシダーゼ / チロシナーゼ / ヘモシアニン / フェリチン / 酵素的褐変 / 食品の劣化 / タイプ3銅蛋白質 / メタロプロテイン / 食品 / 生体防御
研究成果の概要

黒変は甲殻類における重要な品質劣化現象である。本反応ではチロシンなどを基質として最終的に不溶性の黒色色素メラニンを生成する。黒変反応を触媒する酵素の候補として、フェノールオキシダーゼ(PO)と、その類縁タンパク質のヘモシアニン(Hc)が挙げられている。本研究では、国産の食用甲殻類について、その体液中のフェノールオキシダーゼ活性を指標に、黒変の主因となるタンパク質を探索した。その結果、各食用甲殻類において、POのみが本活性を有しており、Hcの活性は認められなかった。また、PO分子には多様な成熟過程、局在などが異なる多様な分子種が見られ、主要な分子は種により大きく異なることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

黒変反応の原因酵素については、当初から知られていたフェノールオキシダーゼ(PO)の他に、近年甲殻類の酸素運搬タンパク質であるヘモシアニン(Hc)が関与する可能性も指摘されていた。本研究では、国産の主要な食用甲殻類数種におけるPO活性を指標に、甲殻類黒変現象の原因タンパク質精製し、この酵素活性はほぼPOに依存していることを明らかにした。Hcは、POと類似の構造を持ち、甲殻類体液中に極端な高濃度で存在するが、酵素活性はほぼ認められず、極めて微弱な活性を持ち得るか否かは今後の検討課題である。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] The first crystal structure of crustacean ferritin that is a hybrid type of H and L ferritin.2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Masuda, Jiachen Zang, Guanghua Zhao, Bunzo Mikami
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 27 号: 11 ページ: 1955-1960

    • DOI

      10.1002/pro.3495

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Two types of phenoloxidases contribute to hemolymph PO activity in spiny Lobster.2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Masuda*, Tatsuki Kawauchi, Yuya Yata, Yasuyuki Matoba, Haruhiko Toyohara
    • 雑誌名

      Food Chemistry

      巻: 260 ページ: 166-173

    • DOI

      10.1016/j.foodchem.2018.03.110

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 立体構造から読み解くタイプ3銅タンパク質の機能分化について2019

    • 著者名/発表者名
      増田太郎、馬場清喜、松尾光一、三上文三
    • 学会等名
      日本蛋白質科学会2019年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 放射光技術で紐解くタイプ3銅タンパク質の機能分化について2019

    • 著者名/発表者名
      増田太郎
    • 学会等名
      第23回HiSOR研究会 分子キラリティの計測・理論技術の革新から迫る生命機能研究の新展開
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 似て非なる二種のタイプ3銅タンパク質・フェノールオキシダーゼとヘモシアニン2018

    • 著者名/発表者名
      増田太郎、河内達暉、的場康幸、豊原治彦、三上文三
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Mineral Containing Proteins2017

    • 著者名/発表者名
      Taro Masuda*, Hai Chen and Guanghua Zhao*
    • 総ページ数
      204
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811035968
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 'Mineral Containing Proteins2017

    • 著者名/発表者名
      Taro Masuda, Hai Chen and Guanghua Zhao
    • 総ページ数
      150
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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