米渣蛋白中谷蛋白与亚油酸的相互作用机制

2023-05-10 14:56:27

导  读

米渣中含有丰富的大米蛋白,大米蛋白作为植物蛋白,氨基酸配比平衡合理,具有低过敏性等特点。其中大米谷蛋白(RG)是米渣蛋白中的主要成分,RG含量高达80%左右,RG中所含丰富的谷胺酰胺在维持小肠代谢、结构和功能上也起重要的作用。然而,因米渣蛋白中含有较多的脂肪,且研究发现,脂肪会与蛋白质发生疏水性结合,从而改变蛋白质的结构,且残余脂肪的氧化会诱导蛋白质发生一定程度的氧化,这对米渣蛋白的进一步加工产生一定的影响。目前关于植物蛋白与脂肪之间的相互作用并没有清晰的研究。并且关于大米RG与油脂的结合研究鲜见报道。



为研究米渣中蛋白质与脂肪的结合作用,来自南昌大学食品科学与技术国家重点实验室的耿勤、杨榕和南昌市食品药品检验所的黄丽等人选择米渣蛋白中含量最高的RG与LA为研究对象,采用光谱学方法对RG与LA复合体中蛋白质的结构变化、荧光特性、结合机制及热力学特性进行考察,对蛋白质与脂肪的结合机制进行研究。为进一步降低脂肪含量、制备高纯度蛋白质提供实验依据,且可为结合型蛋白产品的开发利用提供理论依据。


1

复合体系的紫外扫描光谱


RG-LA复合体系进行紫外扫描,扣除相应浓度LA空白;复合体系的紫外吸收光谱在波长278 nm附近有特征吸收峰;随着LA溶液浓度的不断增加,在278 nm波长处的吸光度不断增强。


2

荧光滴定实验


25 ℃、pH7.0的条件下,固定激发波长为280 nm,扫描波长为300450 nm范围内随LA量的增加内源荧光发射光谱的变化。复合体系的最大发射波长在340 nm,随着LA的不断加入,复合体系的荧光峰值强度逐渐降低,表明LA与谷蛋白之间发生了一定的相互作用。


3

LARG结合机制的探讨


随着温度的升高曲线的斜率不断减小,即KS不断减小,这说明LARG的猝灭为静态猝灭过程。个不同温度条件下荧光猝灭速率常数远大于2.0×1010 L/mol•s),且随着温度的升高而不断减小,这进一步表明LARG的猝灭为静态猝灭过程,且LARG中的色氨酸残基结合而形成了某种具有特定结构的超分子复合物。


4

结合位点数等的确定


LARGK0较大,表明LARG的结合能力较强,且K0随温度升高也略有增大。同时,在不同温度条件下n均约等于1,表明LARG有一个相对独立的结合位点。

研究结果显示:ΔH>0和ΔS>0表明LA与RG之间的相互作用主要为疏水作用,且ΔG<0表明结合过程是由焓和熵驱动的自发过程。



5

表面疏水性的测定结果


随着LA浓度的增加,复合体系的荧光强度降低。复合体系荧光最大吸收峰发生了红移,表明蛋白质的三级结构发生改变。


6

圆二色光谱测定结果


复合体系在210 nm左右有一个明显的负峰,是α-螺旋的特征峰,属于α-螺旋中肽链的π→π*跃迁。随着LA浓度增加,复合体系在210 nm波长处峰的振幅明显增强,但峰的位置并没有发生明显地位移。


结    论

荧光猝灭实验结果表明:亚油酸可使谷蛋白发生荧光猝灭,猝灭机制为静态猝灭,且亚油酸与谷蛋白之间主要相互作用为疏水性相互作用。ANS结合荧光光谱、紫外-可见吸收光谱及圆二色光谱法实验数据表明:亚油酸的加入会使谷蛋白的二级结构及三级结构发生变化,α-螺旋结构含量明显增加,蛋白质稳定性增强。两者相互作用的研究可为实际生产高纯度蛋白质及新型蛋白产品提供理论依据。


本文《米渣蛋白中谷蛋白与亚油酸的相互作用机制》来源于《食品科学》2017年38卷21期152-157页,作者:耿勤,黄丽,杨榕,戴涛涛,刘成梅,伍立新,吕成良,罗舜菁。DOI: 10.7506/spkx1002-6630-201721024。图片来源于百度图片。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。


修改:李莹

编辑/责编:张睿梅


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