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甲殻類のポストハーベストにおける黒変反応は、水産食品における代表的な品質劣化反応である。この黒変反応について、原因となる分子の候補としてフェノールオキシダーゼとヘモシアニンが挙げられている。両タンパク質は、活性中心に二核の銅原子を有するタイプ3銅タンパク質に分類される類縁タンパク質である。平成29年度は、数種の食用エビ類体液より、フェノールオキシダーゼ活性を指標にタンパク質を精製し、各食用エビ類におけるフェノールオキシダーゼ活性本体の同定を試みた。その結果、甲殻類のフェノールオキシダーゼ活性の主体はフェノールオキシダーゼとなっており、ヘモシアニンからは同活性は認められなかった。
平成30年度は、互いに類縁タンパク質であるフェノールオキシダーゼとヘモシアニンの詳細な立体構造を比較するため、単一に精製したイセエビ由来のヘモシアニンの結晶を調製し、X線結晶構造解析による1.58オングストローム分解能での構造決定に成功した。既に申請者らが決定したクルマエビフェノールオキシダーゼの結晶構造と比較することにより、両者の構造的差異について検討したところ、ヘモシアニンの活性中心付近は極めて密にパッキングしており、フェノールオキシダーゼに存在する活性中心のキャビティが見られなかった。このことにより、ヘモシアニンの活性中心にフェノール性水酸基を有する基質の接近が困難になることが予想され、ヘモシアニンがフェノールオキシダーゼ活性を有しない原因となることが考えられた。
また、フェノールオキシダーゼ、ヘモシアニンと同様、甲殻類の生体防御に深く関わっていると考えられる鉄貯蔵タンパク質フェリチンをクルマエビより調製し、X線結晶構造解析による高分解能構造解析に成功した。
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