博 士 （ 水 産 学） 川 崎 賢 一
学 位 論 文 題 名

過 酸化 脂質と 魚類 筋原 線維夕 ンノ ヾク 質の相互 作 用 に 関 す る 研 究
学 位 論 文 内 容の 要 旨
魚肉を原料とした水産食品の主要成分はタンパク質と脂質である。このうち，水産物の脂質は極めて酸化されやすく，加工・貯蔵中におけるその酸化は水産物原料やその加工品の品質を著しく劣化させる要因となっている。それゆえ酸化抑制の技術にかかわる研究が従来数多くなされている。一方，もうーっの主要成分である魚肉夕ンパク質も著しく不安定で変性しやすく，その変性は魚肉加工品の一種であるねり製品などの品質に大きな影響を与えるため，加工および貯蔵におけるタンパク質の変性制御に関しても広く研究がなされてきた。しかしながら，脂質の酸化とタンパク質の変性の関係など，食品成分間の相互作用に関する研究例はあまり多くない現状にあり，特に脂質の酸化によって生成する過酸化脂質が魚肉夕ンパク質に及ぼす影響に関する研究は極めて少ないのが実状である。そこで，本研究では，筋原線維（Mf)を魚肉夕ンパク質のモデルとして用い， 過酸化脂質の添加によるその諸性状，とくにATPase活性と構成タンパク質のサブュニット組成の変化を解析することによって，過酸化脂質が魚肉夕ンパク質の性状に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
本論文の内容 は5章からなり，まず第1章お よび第2章では，トリグリセリド(TG）から自動酸化により過 酸化脂質を調製し，それをMfに加える時に起こるATPase活性の変化と，構成夕ンパク質の サブュニット組成の変化を解析した。第3章および第4章では，Mfの変化を引き起こす過酸化脂質中の成分を分画し，その物質の検索を行なった。そして，これら第1章から第4章までの試験管内のモデル実験から得られた成果をもとに，さらに，第5章では，実際に市販している多脂水産加工品にっいて，その中で起こる脂質の酸化とMfタンパク質の変性のかか
わ り を 検 討 す る 試 み を 行 な っ た 。 得 られ た研 究結 果は 以下 のと おり で ある 。
1）

まず ，TGの自動酸化によって生 成した過酸化脂質（TGOP）を Mfに添加すると，過酸化脂質の添 加量の増加に伴ってCa―ATPase活性撒一旦上昇した後，引き続いて緩やかに低下すると いう二相性の変化を示し，K―ATPase活性は一方的に低下する事実が示され237た。これらの2種類の ATPase活性の変化は，ミオシンの酵素活性中心近傍に存在するチオール基を化学修飾し た場合の変化と類似してお り，TGOPによってMf中のミオシンの酵 素 活 性 中 心 近 傍 で チ オ ー ル 基 の 酸化 を伴 う反 応が 起 こる こと を明 らか に した 。
2）次に，Mfの構成タン パク質全体に起こる変化を知るため，TGOPの添加によって起こるMfの構成夕ンパク質サ ブュニット組成の変化をSD
S−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE）を用いて 検討した。その結果，TGOPの添加によって，ミオシン重鎖（HC)の減 少と そ れに 伴うHCの多量体の生成が 認められ，TGOPはHCの多量化 反応をも引き起こ すこ と を見 出した。TGOPによって起 こるHC間の結合は尿素，SDSおよび2―メルカプトエタノールの共存下で解離しないことから，あたかも共有結合のような強さであり，この点では，ねり製品のゲル化や塩干品の塩漬・乾燥の過程で起こるHCの多量化反応生成物と類似していることを示した。
TGOPによ るK― ATPase活性 の低 下 とHCの多 量化 は， い ずれ も初 期に 速く 後 期は 遅い二段階の一次反応式にしたがって進行すると仮定して解析できた。初期と後期のいずれの反応にっいてもHCの多 量化速度よりもKーATPaseの 低下速度が大きく，ミオシ ン頭部のチオール基の酸化がHCの多量化よりも先行して起こることが明らかになった。さらに，
TGOP濃度と両反応の反 応速度の間には比例関係が 成立しており，ATPase活性の変化とHCの 多量 化 はい ずれもTGOPとMfの間の化 学量論的な反応の結果として 引き起こされることが示された。そ れゆえ，これらの反応はMfとTGOPの間の相互作用の結果として引き起こされることが強く示唆された。

3）

次に，Mfの変化がTGOP中のいかなる成分によって 引き起こされるのかにっい て検討した 。そ の 結果 ，TGの酸 化に よ って 生成 する 極性 成 分（ PLー fr)が MfのK−ATPase活性の低下とHCの多量化を引き起こす原因物質であることが確かめられた。また，用いたTGOP中には，薄層クロマトグラフイーなどで確認できるほどの高級アルデヒドや遊離脂肪酸の生成は全く認められず，またMfに作用するPL―frはマロンジアルデヒドを含まない こと も 定性 的に確認した。これらの 結果はPL−frがTGの分解物で はなく，TG構造を有していることを示すものであるが，PL―frはヨウ化カリウムーデンプン反応陽性でヒドロペルオキシ基を含む成分であることも明らかになった。これらのことからPL―frはヒドロペルオキシドである可能性が高いと考えられる。

4）上の可能性を確認するため，オレイン酸メチルの光増感酸化反応によって生成するモノヒドロペルオキシドを分離し，Mfに対する作用を検討した。得られたモノヒド口ペルオキシ238―

ド を Mfに 添 加 す る と Mfの Ca― ATPase活 性 の 上 昇 と K― ATPase活 性 の 低 下 ， お よび HCの 多 量 化 が 起こ る こ と が 確か めら れた。 また， TGにっ いても 光増感 酸化反 応を行 い，
そ の 生 成 物 を Mfに 作 用 さ せ た と こ ろ ，自 動 酸 化 反 応に よ っ て 生 成し た TGOPによる反応と 酷 似 し た 結 果 を 示 し ， TGOP中 のヒ ド 口 ペ ル オ キシ ド が Mfの 変 化 を 引 き 起こ す こ と を強く 示唆し た。
5）

以 上 の結 果 は，全 て試験 管内 のモデ ル実験 によっ て得 られた もので あるが ，次に ，こ れらの反 応が実 際の水 産加 工品（ イワシ 類の煮 干し 製品と 素干し 製品） の中で 起こ っているかどう か を知 る た め ， 製品 中 の 脂 質 の酸化 とMf
夕 ンパク 質の変 化を検 討し た。脂 質の酸 化度合
は 過 酸化 物 価 お よ び酸 化 に よ っ て生成 するPLーfrの総 量か ら判定 したと ころ， すべて の製品 中 で 脂 質 酸 化が か な り 進 行し て い る こ と を示 唆 し た 。 他方 Mfタ ン パク 質 は 8M
尿素―2％ SDS溶 液 に 対 す る 可 溶 化 率 が 低 下 し て お り ， し か も SDSー PAGE図 型 に お い て HC量が 減 少し て い る こ とを 認 め た の で，HCの多量 化がか なり進 行して いる ことを 示唆し た。これ ら の結 果 は 定 量 的で は な い が ，Mf
夕 ンパク 質は， 脂質の 酸化進 行の 程度と 強く対 応する
よ う な変 化 傾 向 を 示す こ と が 認 め られ る の で ， これ ら の 製 品 にお け る HCの多 量化 は過酸化脂 質によ って引 き起 こされ た可能 性が高 いと 判断さ れる。

本研 究は， 過酸化 脂質が ，既 に知ら れてい るよう な水産 食品 の色調 や臭気 を劣化 させ るだけでは なく ， Mf夕 ンパ ク 質 と 反 応し ， そ の ミ オシ ン の 酵 素 活性 中 心 近 傍 の チオ ー ル 基の 酸化 やHCの多量 化な どの大 きな構 造変化 を引き 起こ すこと ，また ，これ らの M
f夕ンパ ク質の 構造 変化は，両者の 化学 量論的 な相互 作用の 結果と して 生ずる ことを 初めて 明ら かにす ること ができ た。さらに，こ のよ うな反 応が， 市販の 水産加 工品 中で起 こって いる可 能性 も示唆 された 。それ ゆえ，これらの 成果 は，水 産食品 とその 原料の 加工 ・貯蔵 中に起 こるタ ンパ ク質と 脂質の 変化と 両者の相互作用 が水 産食品 の品質 に及ば す影響 を解 明し，その制御を図るために必要な基礎的知見として，
極めて 重要 である と考え られる 。

学 位 論 文 審 査の 要 旨
主査

教授

高間浩蔵

副査

教授

新井健一

副査

教授・関副査助 教授

副査

助教授。今野伸夫

林賢治
久 仁彦

水産物 に多 く含有 される 高度不 飽和脂 肪酸 は，空 気中酸 素と容 易に 反応し て脂質ペルオキシドを生成 するが ，その 生成 ・分解 過程で 生ずる 脂質 ペルオ キシラ ジカル やアル コキ シラジカルなどの活性 遊離基 は水産 物の 貯蔵・ 加工中 におけ る変 色，変 味，酸 敗など の原因 とな ることから，その生成 制御に 関する 技術 開発に 関わる 研究が 従来 より広 くなさ れてき た。一 方， 魚類筋肉の主要成分で ある筋 原繊維 夕ン パク質 は，陸 上動物 筋肉 のそれ に比べ て著し く不安 定で あり，変性しやすいこ とが知 られて いる 。本来 ，脂質 成分に しろ ，タン パク質 成分に しろ， それ らの劣化・変質
は食品 として 好まし いも のでは ないが ，とく に伝 統的な 加工食 品にお ける色 ，味 ，物性などの付
与は原 料成分 ，とり わけ 脂質成 分とタ ンパク 質成 分の理 化学的 変化と それら の相 互作用によってもたら されて いる場 合が 多いも のと考 えられる。事実，ねり製品や塩干品などの水産加工品では，タンパ ク質の 変性反 応を むしろ 巧みに 利用し たも のであ ること が最近 までの 研究 で明らかにされつっあ る。
本研究 は， 魚類筋 肉の主 要成分 である 脂質 成分が 易酸化 性であ り， 加工・ 貯蔵中の酸化的変質が免れ ないこ とを前 提に して精 製マイ ワシ油 を自 動酸化 させ， 一方， 筋原繊 維夕 ンパク質が食品物性に 影響す る機能 性夕 ンパク 質であ ること に着 目し， 両者間 の相互 作用メ カニ ズムを解明し，それを 制御す ることに よる新 規な加 工技術 開発の 緒にす ること を目的 として行われた。
本 研 究 で 得 ら れ た 成 果 に っ い て 審 査 員 一 同 が 評 価 し た 点 は ， 概 略 以 下 の 通 り で あ る。
（1）過酸 化脂質 による筋原繊維夕ンパク質の変性は化学量論的に進行し，ミオシンの酵素活性中心
近 傍 の チ オー ル 基 を 酸 化さ せ るこ とに基 づくも のであ るこ とをAT
Pase活性の 沮lJ
定 から明 らかにし た。
（2） 過 酸 化 脂質 は ミ オ シ ン重 鎖 同志の 共有結 合的 多量化 反応を も誘発 する ことを S
DS−PAGEによって 明ら かにし ，さら にこの 反応は ミオ シン分 子のチ オール 基の 酸化反 応に引き続くものであるこ とを 指摘し た。

（3）前 記2項のい ずれの タンパ ク質変性も過酸化油脂中の極性成分によって引き起こされ，その本体 が グ リ セ リ ド 構 造 を 維 持 し た ま ま の ヒ ド 口 ペ ルオ キ シ ド であ る と 推 定し た 。
（4）光 増感反 応によ ってオ レイ ン酸メ チルェ ステル 標品からそのモノヒドロペルオキシドを調製し， それ が上記 夕ンパ ク質変 性の原 因物 質とな ること を確か め， さらに 同様の反応で得たトリ
グリ セリ ド型ヒ ドロペ ルオキ シドを 用い て確認 した。
（5）加 熱処理 で調製した多量化程度の異なるタンパク質と過酸化脂質との反応実験から，脂質の過酸化 に先 行して 生じた 変性タ ンパク質は，過酸化脂質との反応性がより大であることを示した。
（6）水 産干製 品モデルとして調製した魚肉ひき肉と未酸化油脂との混合物の乾燥・貯蔵実験から，油脂 非混 合区に 比し， 有意に タンパ ク質 の多量 化が進 行する こと を認め ，それが共存する脂質の過 酸化 と明ら かに関 連して いるこ とを 指摘し た。
（7）脂 質過酸 化が起こりやすい典型的な水産加工品としてマイワシ・力夕クチイワシの煮干し，および ニシ ンの素 干し品 におい ても， 極性 脂質区 分の増 大とミ オシ ン重鎖 の多量化が平行することを 見い だし， この多 量化は 前項ま でに 示した モデル 実験の 結果 に裏づ けられたタンパク質変性で ある とした 。
以上 の結 果f
ま ，脱 脂処理 を伴わ ない食 品加工 原料 ，とりわけ高度不飽和脂質に富む水産原料で
fま，そ の加工 ・貯蔵 中のタ ンパ ク質多 量化変 性進行 の多くが脂質成分の過酸化極性物質，ヒド口ペル オキシ ドとの 反応 によっ てもた らされ るこ とを初 めて指 摘した もので ある。このことは，これま で殆ど 顧みら れる ことが なかっ た多く の伝 統的水 産食品 加工技 術の基 本原理に関わり得る知見で あり， とくに 魚肉 加工に おける 新たな る技 術開発 に対し て多大 なる示 唆を与えるものとしてその 意義は 大きい 。
よ っ て ， 審査 員 一 同は 博 士 の学 位 を 授与 さ れ るに 値 す るも の と 判 定し た 。

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