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不凍タンパク質とは

不凍タンパク質(Antifreeze protein:AFP、不凍糖タンパク質AFGPを含む)は、低温環境下に生息する魚や昆虫、植物、微生物などから見つかっているタンパク質で、生体において、凝固点(凍る時の温度)を低下させ、凍結防止や氷結晶の再結晶化防止による生物の生命維持に寄与するタンパク質です。

不凍タンパク質は、凍結の瞬間に水の内部に無数に生成する微小な氷結晶の表面に強く結合し、その成長を抑えます。通常、水溶液中で生成した氷結晶は円盤〜楕円状に大きくなっていきますが、不凍タンパク質が氷にくっつくことで、氷結晶の形状が変わり、多少温度を低下させたとしても、氷結晶の大きさがほとんど変化しなくなります。また、魚が有する不凍タンパク質には、細胞の寿命を延ばす効果が見られ、脂質二重膜に不凍タンパク質が付着していることがわかっています。

氷結晶の顕微鏡写真

弊社はこれまで国立研究開発法人 産業技術総合研究所と共に魚類不凍タンパク質を効率的に取得する技術の開発を進めてきました。
魚類不凍タンパク質にはアミノ酸組成と立体構造が異なる複数の種類があり、それぞれ氷結晶や細胞に及ぼす性質が異なります。
現在弊社では不凍糖タンパク質(AFGP)、Ⅰ型AFP、ならびにⅢ型AFPの提供を行っております。

魚類不凍タンパク質の種類

保有する魚の種類 アミノ酸配列の特徴 3次元構造
不凍糖タンパク質(AFGP)
Mw = 2,600-33,000
Emerald Rockcod ノトセニア科、タラ科 2糖で修飾されたアラニン−アラニン−スレオニンの繰り返し. 未決定 ポリプロリンIIヘリックス構造が予測されている
Ⅰ型AFP
Mw = 3,300-4,500
Winter Flounder カレイ科、カジカ科 Thr-X10 (Xは主にAla)の繰り返し単位で構成される. αヘリックス構造と呼ぶ
Ⅱ型AFP
Mw = 14,000-24,000
Atlantic Herring ニシン科、キュウリウオ科、ケムシカジカ科 Ca2+依存型レクチンの糖鎖認識ドメインとの相同性が高い. S-S結合で安定化されている
Ⅲ型AFP
Mw = 6,500-7,000
Ocean Pout ゲンゲ科 様々なアミノ酸で構成される.
S-S結合を含まないものが多い.
βサンドイッチ構造を含む

※図版提供:津田栄 博士