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頭足類酸素運搬蛋白質ヘモシアニンの会合体形成過程における酸素結合協同性の変化

研究課題

研究課題/領域番号 17K07942
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
研究機関鹿児島大学

研究代表者

加藤 早苗  鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 准教授 (80291061)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードタンパク質 / 酸素結合 / ヘモシアニン / 会合体 / アロステリック効果 / サブユニット / 酸素運搬 / 軟体動物
研究成果の概要

多くの無セキツイ動物の血は青い。青い血の正体はヘモシアニンという巨大なタンパク質会合体である。ヘモシアニンの生理機能は生体内における酸素運搬であり、同じ生理機能を持つヘモグロビン同様にアロステリック効果を示すと考えられているものの、その生化学的検証例は非常に少ない。そこで、本研究では、サブユニット10個から成る会合体分子である頭足類ヘモシアニンについて、会合状態の異なる条件下におけるアロステリック効果の有無を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

軟体動物ヘモシアニンは自然界で最大分子のひとつに挙げられる。その巨大な分子量と複雑な構造のために、その分子構造解析は長らく成功しなかったが、最近、研究代表者を含む日本の研究グループによって、頭足類であるスルメイカヘモシアニンの分子全体の構造が発表された。タンパク質の分子構造とともに究明すべき事は生理機能であり、自然界最大のタンパク質の分子構造に続き、本研究でその生理機能を検証したことは学術的に意義深い。また、ヘモシアニンは生命維持に必須なタンパク質であるため、未だ養殖に成功していないイカ類の生理機能を解明することは、産業的応用への影響も大きい。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institutes(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] eMax Planck Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] クライオ電子顕微鏡で明らかになった超巨大酸素運搬タンパク質ヘモシアニンの会合構造2020

    • 著者名/発表者名
      松井 崇、加藤 早苗、田中 良和
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 92 号: 1 ページ: 113-119

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2020.920113

    • NAID

      40022176183

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2020-02-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] クライオ電子顕微鏡で明らかになったスルメイカヘモシアニン(TpH)の立体構造2019

    • 著者名/発表者名
      松井 崇、加藤 早苗、田中 良和
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 61 号: 4 ページ: 211-212

    • DOI

      10.5940/jcrsj.61.211

    • NAID

      130007761354

    • ISSN
      0369-4585, 1884-5576
    • 年月日
      2019-12-15
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryo-EM reveals the asymmetric assembly of squid hemocyanin2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, Y., Kato, S., Stabrin, M., Raunser, S., Matsui, T. & Gatsogiannis, C.
    • 雑誌名

      International Union of Crystallography (IUCr)

      巻: 6 号: 3 ページ: 426-437

    • DOI

      10.1107/s205225251900321x

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 3.8 MDaの超巨大酸素運搬タンパク質ヘモシアニン会合体の結晶構造2018

    • 著者名/発表者名
      加藤 早苗、松井 崇、田中 良和
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 90 号: 2 ページ: 238-243

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2018.900238

    • NAID

      40021617585

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2018-04-25
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molluscan hemocyanin: structure, evolution, and physiology2018

    • 著者名/発表者名
      Kato Sanae、Matsui Takashi、Gatsogiannis Christos、Tanaka Yoshikazu
    • 雑誌名

      Biophysical Reviews

      巻: 10-2 号: 2 ページ: 191-202

    • DOI

      10.1007/s12551-017-0349-4

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ⅱ-2. 細胞外巨大酸素運搬タンパク質2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 早苗
    • 雑誌名

      日本水産学会誌

      巻: 83 号: 5 ページ: 820-820

    • DOI

      10.2331/suisan.WA2442-6

    • NAID

      130006083213

    • ISSN
      0021-5392, 1349-998X
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] イカ類ヘモシアニンの分子進化および酸素結合能特性2020

    • 著者名/発表者名
      田中志帆、松野史明、原野美佳、熊谷百慶、加藤早苗
    • 学会等名
      令和2年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アオリイカヘモシアニンの酸素結合に及ぼす温度およびpHの影響.2019

    • 著者名/発表者名
      田中史帆、原野美佳、加藤早苗
    • 学会等名
      H31年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イカヘモシアニン酸素結合能の種間比較.2019

    • 著者名/発表者名
      田中志帆、原野美佳、加藤早苗
    • 学会等名
      令和元年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 軟体動物ヘモシアニンの比較生化学-頭足類十腕目ヘモシアニンの酸素結合能. Comparative biochemistry of Molluscs hemocyanin: oxygen-binding function of Cephalopoda Decapodiformes hemocyanin.2019

    • 著者名/発表者名
      田中志帆、原野美佳、加藤早苗
    • 学会等名
      日本動物学会 第90回 大阪大会 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超巨大細胞外酸素運搬タンパク質ヘモシアニンの生理的条件下での酸素結合能解析. Oxygen-binding curve for 3.8 MDa respiratory supermolecule hemocyanin under physiological conditions.2019

    • 著者名/発表者名
      田中志帆、原野美佳、加藤早苗
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スルメイカヘモシアニンの構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      松井崇、加藤早苗、田中良和.
    • 学会等名
      日本結晶学会令和元年度年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アオリイカヘモシアニンの酸素結合に及ぼす温度およびpHの影響2019

    • 著者名/発表者名
      田中史帆、原野美佳、加藤早苗
    • 学会等名
      H31年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 会合状態の異なるイカヘモシアニンの分画条件の検討.2018

    • 著者名/発表者名
      松浦圭太、田中志帆、加藤早苗
    • 学会等名
      H30年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] スルメイカ由来ヘモシアニンのクライオ電顕構造とX線結晶構造の違い2018

    • 著者名/発表者名
      田中良和、松井 崇、加藤早苗、Christos Gatsogiannis, Stefan Raunser.
    • 学会等名
      第18回蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 青い血の化学:巨大生体分子研究への挑戦.2018

    • 著者名/発表者名
      加藤早苗
    • 学会等名
      第50回日本化学工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イカヘモシアニンの酸素結合測定システムの構築.2018

    • 著者名/発表者名
      田中志帆、加藤早苗
    • 学会等名
      H30年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超巨大細胞外酸素運搬タンパク質ヘモシアニンの酸素結合測定システムの構築Construction of measurement method of oxygen-binding of 3.8 MDa respiratory supermolecule hemocyanin.2018

    • 著者名/発表者名
      田中志帆、松浦圭太、西田沙織、加藤早苗
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超巨大酸素運搬タンパク質アオリイカヘモシアニンの酸素結合能測定2018

    • 著者名/発表者名
      田中志帆、原野美佳、加藤早苗
    • 学会等名
      H30年度日本水産学会九州支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 会合状態の異なるイカヘモシアニンの分画条件の検討2018

    • 著者名/発表者名
      松浦圭太、田中史帆、加藤早苗
    • 学会等名
      日本水産学会H30年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Suggestion of new quality evaluation method of a live squid as a sashimi material.2017

    • 著者名/発表者名
      Sanae Kato, Takashi Kitayama, Shiho Tanaka and Takeya Yoshioka.
    • 学会等名
      International Symposium “Fisheries Science for Future Generations”
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞外酸素運搬タンパク質ヘモシアニンの会合状態が酸素結合に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      加藤早苗、田中志帆、北山貴士
    • 学会等名
      conBio2017 2017年度生命科学系学会合同年次大会(第90回 日本生化学会大会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] イカ類の青い血に関する研究と活イカ品質評価への応用.2017

    • 著者名/発表者名
      加藤早苗
    • 学会等名
      第17回鹿児島県水産研究交流セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Subsellular Biochemistry 94,Vertebrate and Invertebrate Respiratory Proteins, Lipoproteins and other Body Fluid Proteins. Molluscan hemocyanins.2020

    • 著者名/発表者名
      Sanae Kato, Takashi Matsui, Yoshikazu Tanaka.
    • 総ページ数
      524
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783030417680
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] e-水産学シリーズ 「水圏生物タンパク質科学の新展開」7章 水圏無脊椎動物の青い血液 -酸素運搬タンパク質の科学-2020

    • 著者名/発表者名
      加藤早苗
    • 出版者
      恒星社厚生閣
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 鹿児島大学水産学部食品生命科学分野 加藤研究室

    • URL

      https://katolabfishkagoshimauniv.wordpress.com/reserch/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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