蛋白質工学的手法によりアミノ酸を一残基置換した蛋白質の構造と食品機能特性

使用蛋白质工程技术进行单氨基酸取代的蛋白质的结构和食品功能特性

• 批准号: 63560132
• 负责人: 加藤 昭夫
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63560132/
• 关键词: トリプトファン合成酵素; 部位特異的変異; 乳化性; 起泡性

食品蛋白質の構造と機能特性との関連を明らかにすることは、新しいタイプの機能性蛋白をデザインする上で重要である。本研究では、トリプトファン合成酵素のαサブユニット(以下TSaseと略す)をモデル蛋白質として、蛋白質の構造と表面機能特性(表面張力・乳化性・起泡性)との関連を蛋白質工学的手法を用いて調べた。TSaseの49位のグルタミン酸を部位特異的変異により、イソロイシン、グリシン、スレオニン、リジン、アラニン、フェニルアラニンに単一アミノ酸置換し、7種類の変異蛋白質を調製した。これらのTSaseは構造の安定性のパラメーターであるΔGの値が著しく異なり、49位がグルタミン酸のTSaseの値が最も低く、49位がイソロイシンのTSaseの値が最も高かった。これらの安定性の異なる7種のTSaseを用いて、ΔGと表面張力との関連がpH7.0と9.0で調べられ、いずれのpHでも、ΔGと表面張力の相関が高いことが示された。この結果は、気液界面で蛋白質の構造変化が生じ、ΔGの高いもの(安定な蛋白質)は構造変化を起こしにくく、ΔGの低いもの(不安定な蛋白質)は構造変化を起こしやすいことを示している。また、ΔGと起泡性、乳化性との関係がpH7.0と9.0で調べられた。起泡性はいずれのpHにおいても、ΔGの増加に伴い直線的反相関を示し、低下した。このことは、蛋白質の安定性が低いほど気液界面変性を起こしやすく気泡がたちやすいことを示している。乳化性はpH9.0で調べられ、起泡性と同様にΔGの増加に伴い直線的に低下した。これは油液界面においても同様に、蛋白質の構造の安定性が低いほど変性をうけやすく、乳化性がよくなることを示している。こうして、蛋白質工学的手法が蛋白質の構造と食品機能特性との関連を調べるのに極めて有効な手段であることが示され、蛋白質の構造の安定性と表面機能特性が高い相関関係のあることが直接的に証明された。

Clarifying the relationship between the structure and functional properties of food proteins is important for the development of new functional proteins. In this study, the relationship between protein structure and surface functional properties (surface tension, emulsification and foaming) of protein synthesis enzymes was studied by using protein engineering methods. The 49-position amino acid sequence of TSase is site-specific, and seven different proteins are modulated. The value of ΔG is different, the value of TSase of 49 bits is the lowest, and the value of TSase of 49 bits is the highest. 7 kinds of TSase are different in stability. The correlation between ΔG and surface tension is pH 7.0 and pH 9.0. The correlation between ΔG and surface tension is high. This result shows that structural changes occur in proteins at the gas-liquid interface, structural changes occur in high-G (stable proteins), and structural changes occur in low-G (unstable proteins). The relationship between pH 7.0 and pH 9.0 is the same as that between pH 7.0 and pH 9.0. Foaming is accompanied by an inverse correlation between pH and ΔG. The stability of the protein is low, and the interface property of the protein is low. Emulsibility is adjusted to pH 9.0, foaming is adjusted to ΔG, and the increase is accompanied by a linear decrease. The stability of the protein structure is low, and the emulsification is low. The method of protein engineering is a direct proof of the high correlation between protein structure and food functional properties.

项目成果

Akio Kato;Katsuhide Yutani: Protein Engineering. 2. 153-156 (1988)

加藤昭夫；Yutani Katsuhide：蛋白质工程。