発芽小麦種子プロテアーゼによる小麦グリアジン・グルテニンのエピトープ分解

要約

発芽小麦種子プロテアーゼは、小麦アレルゲンタンパク質であるグリアジンやグルテニンの、アトピー性皮膚炎に関わるエピトープ(ヒトIgE抗体が結合するアミノ酸配列)を分解できる。

  • キーワード:小麦アレルギー、発芽小麦、プロテアーゼ、エピトープ分解
  • 担当:東北農研・パン用小麦研究東北サブチーム
  • 代表連絡先:電話019-643-3414
  • 区分:東北農業・流通加工
  • 分類:研究・参考

背景・ねらい

日本における食品アレルギー患者の約10%が小麦アレルギーであるため、その発症リスク低減が求められている。小麦アレルゲンタンパク質であるグリアジンやグルテニンが、発芽小麦種子プロテアーゼによって分解されることは知られているが、その分解パターンやアレルギー反応性の低下の程度は不明である。そこで、発芽小麦の有効利用を目的として、グリアジンやグルテニンのエピトープに対する、発芽小麦プロテアーゼによる分解性を、合成エピトープペプチドを基質に用い、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)やマススペクトル(MS)分析で明らかにする。

成果の内容・特徴

  • 25°Cで4日間発芽させた小麦種子から、DEAEイオン交換カラムにより粗精製されるプロテアーゼは、システインプロテアーゼ(Z-F-R-MCA分解)活性とセリンプロテアーゼ(Z-G-G- R-MCA分解)活性を両方含み、アトピー性皮膚炎に関わるグリアジンのエピトープであるPQQPFとQQPFPの合成ペプチドをいずれも90%以上分解する(表1)。
  • 発芽小麦プロテアーゼは、PQQPFとQQPFPが重なったPQQPFPも80%分解可能で(表1)、PQQPFとQQPFPの副生も少ない(図1)。
  • アトピー性皮膚炎に関わるグルテニンのエピトープQQQPPは比較的分解され難いが、そのエピトープを反復して含むペプチドCSQQQQPPFSQQQPPF(Glu-16)は分解され易い(表1)。Glu-16酵素分解物のMSおよびMS/MS分析により、エピトープ活性がない部分分解ペプチド(QQPP、QQPPF)が同定され、含エピトープペプチドの分解過程を確認できる(図2)。
  • 運動誘発性アナフィラキシーに関わるω-5グリアジンのエピトープQQFPQQQおよびHMWグルテニンのエピトープQQPGQGQQも、発芽小麦プロテアーゼによって完全分解できるが、もう一つのω-5グリアジンのエピトープであるQQIPQQQは比較的分解され難い(表2)。

成果の活用面・留意点

  • グリアジンやグルテニンが分解されると、グルテンが形成されないため、パンや麺の製造は難しいが、デンプンが分解されていなければ、クッキー等の菓子類の製造は可能であり、本成果は、発芽小麦を用いた低アレルゲン化菓子類の開発に活用できる。
  • 合成エピトープペプチドと各種プロテアーゼの反応液をHPLCやMSで分析する方法は、他のアレルゲンタンパク質の分解解析にも応用できる。

具体的データ

表1 アトピー性皮膚炎エピトープの酵素分解( HPLC 測定)

図1 エピトープ分解物のクロマトグラム

図2 Glu-16 酵素分解物の MS

表2 運動誘発性アナフィラキシーエピトープの酵素分解

その他

  • 研究課題名:実需者ニーズに対応したパン・中華めん用等小麦品種の育成と加工・利用技術の開発
  • 中課題整理番号:311c
  • 予算区分:基盤、重点研究強化
  • 研究期間:2006~2009年度
  • 研究担当者:老田 茂、林 高見、亀山眞由美
  • 発表論文等:Oita S. et al. (2009) Food Sci. Technol. Res. 15(6):639-644