博 士 （水 産 科学） 袁

春 紅

学 位論 文題 名
Seasonal Variation and Species− specificity of
Several Chinese Freshwater Fish Myosin（数 種中 国淡 水魚 の筋肉 たん ぱく 質の特 性と 季節変化）

学位論文内容の要旨
中国の淡水魚生産量は年々増えており、現在全世界生産量の65％を占める。しかし、昔ながらの活魚流通が主流で、加工製品としての消費は少ない。今後、近代化に伴う生活に合わせた魚肉の利用形態の多様化が望まれる。魚肉を食料として捉えた場合、筋肉たんぱく質の基礎的な知見なしでは開発も難しいが、コイを除き淡水魚に関する知見はないに等しい。中国の淡水魚養殖には食性の異なる複数の魚種を同じ池で生産させるという大きな特徴がある。その結果、これら数種の魚は夏（30℃）、冬（0℃）の大きな水温の周年変化を同じように受けていることになる。コイを用いた温度馴化の研究か
ら、コイは水温変化に合わせて熱安定性の異なるミオシンを発現して温度変化に対応しているといわれている。この結論が、魚種が変わっても同じであるのかについての明確な結論はない。本研究では中国で広く生産されでぃるハクレン、コクレン、タントウホ
ウ、ソウギョ、コイ、ライギョおよびオオクチバスについて、季節による熱安定性の異なる筋肉たんぱく質、ミオシンの発現および同時期に発現されたミオシンの種問の違いの二面から検討した。
夏、冬の魚の筋原繊維（Mf)の熱安定をATPase失活から調べた。ハクレン、コクレン、タントウホウ、ソウギョでは夏と冬のMfの熱安定性には20倍の差があったが、コイでは4倍、ライギョ、オオクチバスでは両季節で同じであった。夏のハクレンは最も安定なティラピア程度、冬のハクレンは不安定の魚種として知られているスケトウダラ程度の安定性で、その差は極めて大きかった。これらの魚が同じような水温で生活していることを考えると、Mfの熱安定性は水温のみによって決定されないことを示している。夏のMfでは魚種聞の差はほとんどなかったが、冬のMfでは大きな差があり、夏、冬の熱安定性の差が小さぃ魚種では冬のMfが非常に安定であることが特徴であった。
低温でたんぱく質が機能するためには、そのエネルギー条件にあった柔らかい構造が必―1545―

要にな るが、ラ イギョ、オ オクチパ スの冬の ミオシン は強固過 ぎる。この矛盾は魚の活動かち 説明され た。寒帯産 の海産魚 は低温で も活発に 動き回る 必要があるのに対し、淡水魚は 冬の間、 餌も採らず 、池の底 で静かに している 。このよ うな安定な構造を有しても、生 きていく ための障害 とはなら ないと考 えられる 。すなわ ち、いずれの淡水魚も夏の高水 温に適応 したミオシ ンを発現 すること に共通性 があり、 冬のミオシンの熱安定性はそれ ほど重要 でないこと が示唆さ れた。
熱安定 性の異な るミオシン がどの季 節に発現 されるか を知るため、全ての魚種から毎月 筋肉 を 採取 し 、 その ミ オシ ン の 熱安定 性を解析 した。夏 の4ケ月（6− 9月）、冬 の4ケ 月（ 12ー 3月 ） は それ ぞ れ同 一 の 安定を示 したので 、安定性 の異なる2種 のミオシ ンの みが 発 現さ れ て いる と 推定 し た 。20月 の移 行 期に は 、 2種 のミ オシン の比が少 しず
つ 変化 し 、2種の ミ オ シン が 交換 さ れてい た。この 夏冬2種の ミオシンの 発現の時 期は魚種に よらず同 じであり、 夏冬の熱 安定性の 違いとは 無関係で あったので、発現そのものは水 温で制御 されている ことが推 定された 。
Mfを 加 熱し た と きの ミ オ シン の 変性 を塩溶 解性、単 量体量、 およびキモ トリプシ ン消化によ る頭部（ S―1）と尾部 （Rod)の生成 量の変化 から追跡 した。いずれの魚種のいずれ の季 節 のMfで もATPaseの 失活 に 先立ち 、塩溶解 性、単量 体量が平 行して減少 した。
そ して 、ATPaseの失 活とS―1の 変性が、 塩溶解性 の低下と Rodの変性が 対応した。 それ
ゆ え、 検討し た全ての 魚種のMfの 加熱で、 RodがS−1より 先に変性 するという 共通した様式が あること が分かった 。
魚 種ご と のミ オ シ ンRodの 内部 構 造 の違 い を キモ ト リプ シ ン 消化 が比較 した。夏 のミオ シン の 低温 （ 10℃ ） で の消 化 では いずれ も単一の HMM（165kDa)とLMMに選 択的に切断され た。しか し、冬のミ オシンの 切断は魚 種によっ て異なっ た。コイ以外は夏の切断と あま り差が なかった 。コイで は特徴的 に長いHMM（ 180kDa)が生成さ れ、別の切 断箇所が存 在することが分．かった。これは、日本で用いられているコイの切断パターンとよく 似て いた。 温度を上 昇させた 消化から 、夏に比 べ冬のハ クレンのRodの 内部構造 はかなり脆 弱である ことが分か った。
Rodの構 造 を比 較 す るた め 、単 離 し たRodの 加 熱に よ るUnfoldingを比較し た。いずれの 魚 種 の 夏 の Mfか ら 調 製 し た Rodは よ く 似 た 2つ の Unfoldingピー ク を 示し た 。 この結 果は S―1の部 分だけで なくRodの部 分の安定 性は調べ た全ての 魚種でよく 似ている こと が結 論され た。しか し、冬の Rodは魚種ご とに大き な違いを 示した。ハ クレン、 コク
レ ン、 タント ウホウ、 ソウギョ では夏の 低い温度 域のUnfoldingと似 た温度帯（ 35℃）
‑ 1546ーで ーつ の Unfoldingを 示し た 。他 の 魚 種で は やは り 2つ の ピー ク を示 すUnfoldingであった。 このとき得 られた低 温でのピ ークはハ クレンな どで得ら れたピークとよく似ていた。そ れゆえ、熱 安定性の 高い部分 を持っこ とがこれ らの魚種 の特徴であった。これらの Unfoldingの由 来 を 知る た め、 夏 冬 のハ ク レン Rodを LMMと S― 2に 切断し てさらに 検討 した 。 する と 、 LMMに は 夏冬 の 差 がな く、35℃付 近でUnfoldingが起き た。しか し、S−2につ いては、両 者で異な った。夏 のS―2は高温でUnfoldingが起こったが、冬のS−2は LMMと 類 似 し た低 温 で Unfoldingが 起き た 。こ の こ とが RodのUnfoldingの違 い の原因 であ る と結論し た。ライ ギョのRodで は夏冬の 差が認めら れず、頭 部S−1部分 のみなら ず、 Rod部分 の 構 造も あ まり 変 化 して いないこ とが確かめ られた。 Rodの熱凝集 は安定 な S− 2を 有 す る も の ほ ど 起 こ り に く い こ と が 認 め ら れ た 。 そ し て 、 Rod全 体 のUnfoldingが起きた 後に凝集 が著しく 進行する ことが分 かった。す なわち、 安定なS− 2を 有 し な い 冬 の ハ ク レ ン Rodの 熱 凝 集 は 夏 の それ よ り10℃ 程度 低 い 温度 で 起き た 。
魚 肉の 利 用の ー つ の形 態 はす り 身 製造 である 。これまで 、淡水魚 のすり身 のゲル形 成
能はい ずれも劣っ ており、 スケトウ ダラのす り身のよ うなゲル が形成されないと報告されてい る。そこで、生産量が多く、価格の低しヾハクレンを用いて、ゲル化特性を検討した。こ れまでの結 果に基づ き、夏お よび冬の 期間に調 製したす り身を用いて検討した。
す ると 、 夏（6，9月 ）、冬（ 12，3月）の ミオシン を持っすり 身はそれ ぞれ同じ ようゲル形成 をした。夏 のすり身 は冬より 10℃高温で ゲルを形 成した。 この温度差はミオシンの有す る熱安定の 差で説明 できた。 この結果 は、熱安 定性の異 なる魚種では最適加熱温度が異 なるという 結果を支 持するも のであっ た。同じ 魚種であ りながら、漁獲時期が異なると 、それらか ら調製し たすり身 のゲル形 成が大き く変化す るという事実はこれらの魚種を すり身材料 として利 用する場 合に非常 に重要な ことであ る。これらは、海産魚では考慮 する必要の ないこと である。
以上の 結果は、こ れから中 国産の各 種淡水魚 の貯蔵、 利用を考 えるときに貴重な情報となる と考えられ る。また 、これま で、淡水 魚のゲル 形成能は 劣り、ゲル物性に優れたものは 製造できないといわれていたが、少なくともハクレンは十分なゲル形成能を有し、さらに スケトウダ ラに匹敵 する坐り 効果が得 られたた め、すり 身製造に適した魚種であること を明らかに した。

― 1547−

学位論文審査の要旨
主査

教授

今野久仁彦

副査

教授

尾島孝男

副査

教授

足立伸次

副査

教授

佐伯宏樹

副査

部長福田裕（水産総合研究センター）

学 位論 文題名
Seasonal Variation and Species− specificity of
Several Chinese Freshwater Fish Myosin（数種中国淡水魚の筋肉たんぱく質の特性と季節変化）

中国の 淡水魚生産量は年々増えており、現在全世界生産量の65％を占める。しかし、昔ながらの活魚流通が主流で、加工製品の形態の流通は少ない。今後、近代的生活に合わせた魚肉の利用形態の多様化が望まれる。魚肉を食料として捉えた場合、筋肉たんぱく質の基礎的な知見なしでは利用開発は難しいが、日本での研究対象は海水魚であるため、淡水魚に関する知見は全くなぃに等しい。特に、淡水魚養殖で考慮しなければならなぃのは、これら養殖魚は夏(30℃）、冬（0℃）の問で水温の大きな周年変化を受けているということである。これは海水魚の利用では全く問題とならないことである。コイを用いた温度馴化の研究から、コイは水温変化に合わせて熱安定性の異なるミオシンを発現して温度変化に対応しているといわれている。この結論が、魚種が変わっても同じであるのかについての明確な結論はなぃ。本研究では中国で広く生産されているコイ目のハクレン、コクレンー
タントウホウ、ソウギョ、コイ、およびススキ目のライギョおよびオオクチバスについて、筋肉た んぱく質 ミオシンの季節による熱安定性の違いおよび同時期の種間の違いのニ面から検討した。
第ー章では、魚肉の利用のーつの形態であるすり身のゲル形成について利用面から検討した。これまで、淡水魚のすり身のゲル形成能はいずれも劣っており、スケトウダラのすり身のようなゲルが形成されないと報告されている。そこで、生産量が多く、価格の低いハクレンを用いて、ゲル化特性を検討した。これまでの結果に基づき、夏および冬の期間に調製したすり身を用いて検討した。すると、夏（7，9月）、冬（12，3月）のミオシンを持っすり身はそれぞれ同じようゲル形成をした。夏のすり身は冬より10℃高温でゲルを形成した。この温度差はミオシンの有する熱安定の差で説明できた。この結果は、熱安定性の異なる魚種では最適加熱温度が異なるという結果を支持するものであった。同じ魚種‑1548―

でありながら、漁獲時期が異なると、それらから調製したすり身のゲル形成が大きく変化する という事 実はこ れらの魚種をすり身材料として利用する場合に非常に重要なことである。これらは、海産魚では考慮する必要のないことである。
第2、 3章で は 各 種魚 種 の 夏と 冬 の 魚の 筋原 繊維(Mf)の熱 安定を A
TP
ase失活か ら調べた。夏と冬のMfの安定性は違っていたが、魚種差が認められた。ハクレン、コクレン、タン トウホウ 、ソウ ギョでは夏と冬のMfの熱安定性には20倍の差があったが、コイでは3倍、ライギョ、オオクチバスでは両季節で同じであった。夏のハクレンは最も安定なテイラピア程度、冬のハクレンは不安定の魚種として知られているスケトウダラ程度の安定性で、その変化は極めて大きかった。これらの魚が同じような水温で生活していることを考え ると、Mfの 熱安定性は種に固有のものであり、水温のみによって決定されるわけではな ぃことを 示して いる。夏 のM
fでは 魚種問の 差はほと んどな かったが、冬のM
f
では大き な差があ り、夏 冬の熱安定性の差が小さい魚種では冬のMfが非常に安定であることが特徴であった。低温でたんぱく質が機能するためには、そのエネルギー条件にあった柔らかい構造が必要になるが、ライギョ、オオクチバスの冬のミオシンはこの水温では安定過ぎる。この矛盾は魚の活動から説明された。寒帯産の海産魚は低温でも活発に動き回る必要があるのに対し、淡水魚は冬の間、餌も採らず、池の底で静かにしている。このような 安定 な 構 造を 有 して も 生 きて い く ため の 障害 とは ならなぃ と考えら れる。
熱安定性の異なるミオシンがどの季節に発現されるかを知るため、全ての魚種から毎月筋肉 を採取し 、その ミオシン の熱安定 性を解 析した。夏の40月（6―9月）、冬の4ケ月（12−3月） はそれ ぞれ同ーの安定を示したので、安定性の異なる2種のミオシンのみが発現されていると推定した。2ケ月の移行期には、2種のミオシンの比が少しずつ変化し、2種のミオ シンが交 換されていた。この夏冬2種のミオシンの発現の時期は魚種によらず同じであり、夏冬の熱安定性の違いとは無関係であったので、発現そのものは水温で制御されていることが推定された。
Mfを加 熱したと きのミオシンの変性を塩溶解性、単量体量、およぴキモトリプシン消化による頭部（S―1）と尾部(Rod)の生成量の変化から追跡した。いずれの魚種のいずれの季節のMf
でもATPaseの失活に先立ち、塩溶解性、単量体量が平行して減少した。そして、ATPaseの失活とS―1の変性が、塩溶解性の低下とRodの変性が対応した。それゆえ、検討した全ての魚種のMfの加熱で、RodがS―1・より先に変性するという共通した様式があることが分かった。
魚種 ごとのミ オシン Rodの内 部構造の 違いを キモトリプシン消化が比較した。夏のミオシン の低温（ 10℃）での消化ではいずれも単ーのHMM（165kDa)とLMMに選択的に切断された。しかし、冬のミオシンの切断は魚種によって異なった。コイ以外は夏の切断とあまり差がなかった。コイでは特徴的に長いHMM（180kDa)が生成され、別の切断箇所が存在することが分かった。これは、日本で用いられているコイの切断パターンとよく似ていた。
温度を上昇させた消化から、夏に比べ冬のハクレンのRodの内部構造はかなり脆弱であることが分かった。
第4章では Rodの構 造を比 較するた め、単 離したRo
dの加 熱による 構造破壊、Unfolding―1549−

の様 子を 比較 した 。いずれの魚種についても夏のMfから調製したRo
dはよく似た2つのU
nfoldingピークを示した。この結果はS−1の部分だけでなくRodの部分の安定性は調べた全ての魚種でよく似ていることが結論された。しかし、冬のRodは魚種ごとに大きな違いを示した。ハクレン、コクレン、タントウホウ、ソウギョでは夏の低い温度域のU
nfoldingと似た温度帯(35℃）でーつのUnfoldingを示した。他の魚種ではやはり2つのピークを示すU
nfoldingであった。このとき得られた低温でのピークはハクレンなどで得られたピークとよく似ていた。それゆえ、熱安定性の高い部分を持つことがこれらの魚種の特徴であっ た。 これ らの Unfoldingの由 来を 知る ため 、 夏冬 のハ クレ ンRodをLMMとS‑2に切断してさらに検討した。すると、LMMには夏冬の差がなく、35℃付近でUnfoldingが起きた。しかし、S‑2については、両者で異なった。夏のS‑2は高温でUnfoldingが起こったが、冬の S‑2は L
MMと類 似 した 低温 でUnfoldingが起きた。このことがRodのUnfoldingの違いの原因であると結論した。ライギョ、オオクチバスのRodでは夏冬の差が認められず、頭部S‑l部 分のみならず、Rod部分の構 造もあまり変化していないことが確かめられた。
Rodの熱凝 集は安定なS‑2を有するものほど起こりにくいことが認められた。そして、Rod全体のUnfold
ingが起きた後に凝集が著しく進行することが分かった。すなわち、安定なS‑2を 有し ない 冬のハクレンRodの熱凝集は夏のそれより10℃程度低い温度 で起きた。
以上の結果は、これから中国産の各種淡水魚の貯蔵、利用を考えるときに貴重な情報となると考えられる。また、これまで、淡水魚のゲル形成能は劣り、ゲル物性に優れたものは製造できないといわれていたが、少なくともハクレンは十分なゲル形成能を有し、さらにスケトウダラに匹敵する坐り効果カs得られたため、すり身製造に適した魚種であることを明らかにした。それゆえ、審査員一同は博士（水産科学）の学位を授与される資格があるものと判定した。

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