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頭足類酸素運搬タンパク質ヘモシアニンの会合体形成における修飾糖鎖の関与

研究課題

研究課題/領域番号 20K06229
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分40040:水圏生命科学関連
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)

研究分担者 熊谷 百慶  鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 助教 (70863083)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードタンパク質 / ヘモシアニン / 会合体 / サブユニット / 糖鎖
研究開始時の研究の概要

頭足類の血は青い。その主成分である細胞外酸素運搬タンパク質ヘモシアニンはサブユニットが10個集合した超巨大会合体分子で、分子量は 3.8 MDa にも及ぶ。この会合体分子には修飾糖鎖が結合しているが、研究代表者は会合体形成に修飾糖鎖が関与しているのではないかと推測した。本研究では、修飾糖鎖が会合体形成に必要であることを証明し、会合体分子における修飾糖鎖間あるいは修飾糖鎖-タンパク質間の相互作用の実態解明をめざす。

研究成果の概要

頭足類の血は青い。その主成分である細胞外酸素運搬タンパク質ヘモシアニンはサブユニット10量体を基本構造とする分子量3.8 Mの超巨大会合体分子であり、自然界で最大のタンパク質分子のひとつに挙げられる。本研究では、この分子の修飾糖鎖が会合体分子形成に必要であることを明らかにした。さらに、会合体分子の構造安定性はタンパク質濃度によって変わり、分子構造、および生理機能がフレキシブルに変化することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において、ヘモシアニン会合体形成に修飾糖鎖が必要であるとの研究成果を得た。このことは、タンパク質分子の立体構造構築に修飾糖鎖が直接的に関与するエビデンスであり、タンパク質分子の構造生物学において意義深い。また、生命維持に必須な酸素運搬体である超巨大タンパク質会合体の構造安定性が分子クラウディングの影響と受けるとの研究成果は、無脊椎動物のタンパク質の生体内代謝に関する新たな知見である。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) 図書 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 軟体動物ヘモシアニンの構造と機能2022

    • 著者名/発表者名
      加藤早苗、松井崇、田中良和
    • 雑誌名

      人工血液

      巻: 30 ページ: 45-58

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] アオリイカおよびコウイカの酸素運搬タンパク質ヘモシアニンの生理機能比較2022

    • 著者名/発表者名
      中園晋也・加藤早苗
    • 学会等名
      R4年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] イカ類の青い血の比較生化学:酸素運搬タンパク質ヘモシアニンの酸素結合比較2022

    • 著者名/発表者名
      中園晋也・加藤早苗
    • 学会等名
      第93回日本動物学会早稲田大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] イカ類超巨大細胞外酸素運搬タンパク質ヘモシアニンの生物種間比較2022

    • 著者名/発表者名
      中園晋也・加藤早苗
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 軟体動物ヘモシアニンの構造特性および分子進化.2022

    • 著者名/発表者名
      加藤早苗、田中志帆、東遼大、峯桜子、熊谷百慶
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 軟体動物ヘモシアニンの構造特性および分子進化.2021

    • 著者名/発表者名
      加藤早苗、田中志帆、東遼大、峯桜子、熊谷百慶
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 水産加工とタンパク質の科学2023

    • 著者名/発表者名
      加藤早苗・熊谷百慶・上西翁由
    • 総ページ数
      286
    • 出版者
      恒星社厚生閣
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 節足動物の辞典、酸素運搬タンパク質-ヘモシアニンとヘモグロビン-節足動物の青い血と赤い血の成分2023

    • 著者名/発表者名
      加藤早苗
    • 総ページ数
      432
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Subsellular Biochemistry 94、Vertebrate and Invertebrate Respiratory Proteins, Lipoproteins and other Body Fluid Proteins.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
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 水圏生物タンパク質科学の新展開2020

    • 著者名/発表者名
      加藤早苗
    • 総ページ数
      319
    • 出版者
      恒星社厚生閣
    • ISBN
      9784769916574
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 鹿児島大学水産学部加藤・熊谷研究室

    • URL

      https://katolabfishkagoshimauniv.wordpress.com/

    • 関連する報告書
      2022 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・熊谷研究室(水産食品科学)

    • URL

      https://katolabfishkagoshimauniv.wordpress.com/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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