| 研究課題/領域番号 |
17K07816
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
佐藤 信浩 京都大学, 原子炉実験所, 助教 (10303918)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 小麦タンパク質 / グリアジン / SAXS / ホフマイスター系列 / 水和 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、X線小角散乱法(SAXS)や中性子小角散乱法(SANS)を用いて、小麦や大豆など植物性食品タンパク質の凝集体やゲルのナノ構造解析を行い、分子の集合状態や凝集体の内部構造を解明することを目的としている。
先行研究において、純水中に抽出した小麦タンパク質グリアジンの水和凝集体について、添加する塩化ナトリウムの濃度に応じて保水性や粘弾性などの物性に変化を生じるとともに、ナノスケールにおける凝集構造も大きな相違が生じることを明らかにしている。そこで平成29年度は、小麦タンパク質グリアジンの水和凝集体について、塩添加時のナノ構造と物性の関係を明らかにする目的で、塩化ナトリウム以外の異なる種類の塩を添加したグリアジン水和凝集体についてSAXS測定を行い、塩の種類による凝集構造の相違を明らかにするとともに、小型試験機を用いた圧縮試験によるレオロジー測定を行い、ナノ構造と力学的物性の関連を調べた。その結果、グリアジン水和凝集体の圧縮時の弾性率やSAXS測定により解析した凝集体中の不均一構造の相関長は、塩添加によって塩化ナトリウムの場合と同様に変化するが、その変化の程度は塩の種類によって異なることがわかった。また、塩の陰イオンの相違についてはホフマイスター系列の順に従って変化する一方で、陽イオンについては必ずしもホフマイスター系列の順には従わず、別の要因による影響によって、物性や構造が変化する可能性が示唆された。
大豆タンパク質については、SAXSによるナノ構造解析により、β-コングリシニンの水溶液の温度変化に伴う変性過程および凝固剤グルコノδラクトン添加時の凝固過程を明らかにし、55℃付近からβ-コングリシニン分子表面の変性が始まり、これに伴い凝固も速やかに進行することを解明した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成29年度は、当初の予定に従って、小麦タンパク質および大豆タンパク質のSAXS測定を主に進め、それぞれのナノ構造の解析を進めることができた。
一方、次年度以降のコントラスト変調SANS測定に向けて、平成29年度に、重水素化を行っていないタンパク質について予備的なSANS測定を行う予定であったが、所属機関に設置された原子炉の稼働の遅れにより、予定していたSANS測定を実施することができなかった。平成30年度は、当該原子炉の稼働がほぼ確実に行われる予定であり、遅れているSANS測定をこの年度に実施する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
小麦粉生地中では、小麦タンパク質グリアジンとグルテニンが複合体であるグルテンを精製し、これが生地物性に大きな影響を及ぼす。そこで、平成30年度は、グルテン中におけるグリアジンの構造を解明する目的で、コントラスト変調SANS測定を行う。この目的のため、小麦タンパク質グリアジンの重水素化試料を調製するとともに、重水素化されていない小麦タンパク質グルテニンとの混合によりグルテンのモデル物質を調製し、コントラスト変調SANS測定のための最適試料条件を検討した後に、SANS測定を実施する。
一方、大豆タンパク質については、平成30年度から31年度にかけて、大腸菌発現系によるリコンビナントタンパク質の合成の検討を行うとともに、グリシニンーβ-コングリシニンが形成する会合体における個々のタンパク質の構造解析を、コントラスト変調SANS測定により実施する。
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