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X線・中性子小角散乱による植物性食品タンパク質構造解析の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 17K07816
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 食品科学
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 信浩  京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (10303918)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードX線小角散乱 / 中性子小角散乱 / 食品構造 / 食品物性 / 小麦タンパク質 / 大豆タンパク質 / SAXS / グリシニン / β-コングリシニン / 熱変性 / SANS / グリアジン / グルテニン / グルテン / コントラスト変調法 / ホフマイスター系列 / 水和 / 食品 / 蛋白質 / 量子ビーム / 小角散乱
研究成果の概要

X線小角散乱および中性子小角散乱を用いて、植物性食品タンパク質のナノスケールにおける凝集構造の解析を行った。小麦タンパク質グリアジンの凝集体は、塩化ナトリウムの添加が大きさの異なる階層的な疎密構造を誘起することを明らかにした。また、グリアジンの脱アミド改質によって凝集体構造に及ぼす塩化ナトリウムの作用が大きく異なることを解明した。さらに塩化ナトリウム以外の塩の添加によって、ナノ構造には大きな差が見られないにもかかわらず凝集体の物性が大きく変化することを見出した。大豆タンパク質については、緩衝溶液の存在やイオン強度の増大によって熱変性の温度が上昇し、熱安定性の向上につなが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

凝集状態の食品タンパク質についてこれまで未解明だった、内部構造、すなわち構成タンパク質の存在状態や凝集体内での構造の揺らぎ、他の構成成分との相関構造についてSAXSやSANSを用いて解析する一方、物性や構造の変化をもたらす種々の条件(脱アミド化や異なる種類の添加塩、イオン強度等)を明らかにすることによって、高品質の食品や高機能の食品素材を製造するための知見を提供するとともに、ナノメートルからマイクロメートルの領域における食品タンパク質の階層構造を統一的に理解し、食品構造化学の新しい展開をもたらすことができた。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A feasibility study of inverse contrast-matching small-angle neutron scattering method combined with size exclusion chromatography using antibody interactions as model systems2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Nobuhiro、Yogo Rina、Yanaka Saeko、Martel Anne、Porcar Lionel、Morishima Ken、Inoue Rintaro、Tominaga Taiki、Arimori Takao、Takagi Junichi、Sugiyama Masaaki、Kato Koichi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 0 号: 6 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1093/jb/mvab012

    • NAID

      40022687772

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] SEC-iCM-SANSによる抗体分子の精密構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤信浩、與語理那、谷中冴子、Anne Martel、Lionel Porcar、 守島健、井上倫太郎、富永大輝、有森貴夫、高木淳一、 杉山正明、加藤晃一
    • 学会等名
      量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 量子ビーム小角散乱による食品タンパク質構造解析の新展開2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤信浩
    • 学会等名
      第36回放射光学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質会合体の精密構造解析のための分析超遠心, SEC-SAXS およびSEC-iCM-SANS の統合的利用2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤信浩, 守島健, 井上倫太郎, 與語理那, 谷中冴子, 矢木宏和, 加藤晃一、Anne Martel, Lionel Porcar, 杉山 正明
    • 学会等名
      第20回日本中性子科学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 量子ビーム小角散乱を用いた植物性食品タンパク質のナノ構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤信浩
    • 学会等名
      PF研究会「量子ビームを活用した食品科学」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] X線小角散乱でみる大豆タンパク質のナノ構造に対する緩衝剤および塩の影響2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤信浩, 裏出令子, 奥田綾, 守島健, 井上倫太郎, 杉山正明
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] X線小角散乱を用いた大豆タンパク質の凝固にともなうナノ構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤信浩, 裏出令子, 奥田綾, 守島健, 井上倫太郎, 杉山正明
    • 学会等名
      日本食品科学工学会第66回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Small-angle Scattering Analysis of Nanostructure of Hydrated Wheat Protein Assembly2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Sato, Reiko Urade, and Masaaki Sugiyama
    • 学会等名
      Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X線・中性子小角散乱によるグリアジン/グルテニン複合体の集合構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤信浩, 裏出令子, 守島健, 井上倫太郎, 杉山正明
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] X 線小角散乱でみるグリアジン水和凝集体のナノ構造: NaCl 添加と脱アミド化の効果2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤信浩,裏出令子,東野ゆうき,久保田秀人,杉山正明
    • 学会等名
      日本食品科学工学会第65回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A SAXS study of thermal denaturation and coagulation of a major soybean storage protein β-conglycinin2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤信浩, 東野ゆうき, 井上倫太郎, 杉山正明, 裏出令子
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 小角散乱法による小麦タンパク質グリアジン/グルテニン複合体の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤信浩, 裏出令子, 守島健, 井上倫太郎, 杉山正明
    • 学会等名
      日本中性子科学会第18回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] グリアジンのナノ凝集体構造に対する塩の作用2018

    • 著者名/発表者名
      東野ゆうき、佐藤信浩、杉山正明、 清水祥、大原英之、裏出令子
    • 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
  • [備考] 論文リスト|京都大学複合原子力科学研究所

    • URL

      https://www.rri.kyoto-u.ac.jp/research/activity/p_list

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学複合原子力科学研究所-研究成果-論文リスト

    • URL

      http://www.rri.kyoto-u.ac.jp/research/activity/p_list

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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