Brazzein - Brazzein

Brazzein
Brazzeinmj.png
Структура ЯМР раствора белка бразцеина.[1]
Идентификаторы
ОрганизмPentadiplandra brazzeana
СимволMONA_DIOCU
PDB1BRZ
UniProtP56552

Brazzein сладкий на вкус белок извлечен из Западноафриканский плоды вьющегося растения Oubli (Pentadiplandra brazzeana Байон ). Впервые он был изолирован Университет Висконсина-Мэдисона в 1994 г.[2]

Бразцеин находится во внеклеточной области, в ткани пульпы, окружающей семена. С участием пентадин Был обнаружен в 1989 году. Бразцеин является вторым сладким белком, обнаруженным во фруктах Oubli.[3]

Как и другие сладкие белки, обнаруженные в растениях, такие как монеллин и тауматин, он очень сладкий по сравнению с обычно используемыми подсластителями (в 500-2000 раз слаще, чем сахароза ).[4] Плод сладок для людей, обезьян и бонобо, но гориллы имеют мутации в рецепторах сладости, поэтому они не считают бразин сладким, и они, как известно, не едят фрукты.[5][6]

Традиционное использование

Растение Oubli (из которого был выделен белок) растет в Габон и Камерун, где его плоды долгое время ели обезьяны и местные жители. Благодаря бразцеину и пентадину ягоды растения невероятно сладкие. Местные жители Африки называют их «Oubli» (по-французски «забыл») на своем родном языке, потому что их вкус, как говорят, побуждает грудных детей забыть материнское молоко.[7] говорят, что, съев их, они забывают вернуться в деревню к своей матери.[8]

Белковая структура

Мономерный белок, состоящий из 54 аминокислотных остатков, является самым маленьким из сладких белков с молекулярной массой 6,5. кДа.[2] В аминокислота последовательность brazzein, адаптированная из Swiss-Prot Биологическая база данных белков выглядит следующим образом: QDKCKKVYEN YPVSKCQLAN QCNYDCKLDK HARSGECFYD EKRNLQCICD YCEY[9]

Строение бразеина определялось протонным ядерный магнитный резонанс (ЯМР) при pH 5,2 и 22 ° C. Brazzein имеет четыре равномерно расположенных дисульфидные связи и без сульфгидрильных групп.

Трехмерный анализ бразейна показал одно альфа-спираль и три нити антипараллельного бета-лист. Внешне он не похож ни на один из двух других сладких белков, монеллин и тауматин.[10]

Однако недавнее трехмерное исследование показывает, что эти три белка обладают похожими «сладкими пальцами», которые, как считается, вызывают сладкий вкус.[11]

Было обнаружено, что остатки 29–33 и 39–43, а также остаток 36, а также С-конец вовлечены в сладкий вкус белка. Заряд белка также играет важную роль в его взаимодействии со сладким. вкусовый рецептор.[2]

На основании этих данных сообщалось, что синтезированный улучшенный бразцеин, называемый pGlu-1-brazzein, был вдвое более сладким, чем его натуральный аналог.[12]

Свойства сладости

По массе бразцеин в 500-2000 раз слаще сахарозы по сравнению с 10% сахарозой и 2% раствором сахарозы соответственно.[10]

Его сладкое восприятие больше похоже на сахарозу, чем на тауматин, с чистым сладким вкусом, длительным послевкусием и небольшой задержкой (дольше, чем у аспартама) в равно-сладком растворе.[13]

Бразцеин стабилен в широком диапазоне pH от 2,5 до 8.[14] и термостойкий при 98 ° C в течение 2 часов.[2]

Как подсластитель

Бразцеин представляет собой альтернативу доступному низкокалорийному подсластители. Как белок он безопасен для диабетиков. Он также хорошо растворяется в воде (> 50 мг / мл).[14]

При смешивании с другими подсластителями, такими как аспартам и стевия, бразцеин уменьшает побочное послевкусие и дополняет их аромат.[15]

По вкусовым характеристикам он ближе к сахарозе, чем к другим натуральным подсластителям (кроме тауматин ). В отличие от других белков со сладким вкусом, он может выдерживать высокую температуру, что делает его более подходящим для промышленной обработки пищевых продуктов.[16]

Были опубликованы статьи, показывающие, что это можно сделать в лаборатории, используя пептидный синтез[10] и рекомбинантные белки были успешно получены с помощью Кишечная палочка.[17]

Техасские компании Prodigene и Nectar Worldwide были среди лицензиатов на использование патентов Wisconsin Alumni Research Foundation на бразцеин и генетическое преобразование его в кукурузу. Затем бразцеин можно коммерчески извлечь из кукурузы путем обычного измельчения. Из одной тонны кукурузы получается 1-2 килограмма бразеина. Его также можно использовать в таких растениях, как пшеница, для производства подслащенных зерен, например для круп.[16]

В 2008 году была сформирована компания для вывода его на рынок в качестве подсластителя, которая первоначально заявила, что начнет продавать продукт к 2010 году после того, как получит от FDA согласие на то, что его браззейн был общепризнанно безопасным (ГРАС).[18] В 2012 году компания заявила, что на получение разрешения регулирующих органов может потребоваться еще один-два года.[19] и в 2014 году он все еще не получил отказ FDA от GRAS и искал партнеров,[20] и по состоянию на 2016 год продукта еще не было на рынке.[21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ PDB: 2брз​; Колдуэлл Дж. Э., Абилдгаард Ф., Дзакула З., Мин Д., Хеллекант Дж., Маркли Дж. Л. (июнь 1998 г.). «Состав раствора термостабильного сладкого протеина бразцеина». Nat. Struct. Биол. 5 (6): 427–31. Дои:10.1038 / nsb0698-427. PMID  9628478.
  2. ^ а б c d Мин Д., Хеллекант Г. (ноябрь 1994 г.). «Brazzein, новый высокоэффективный термостабильный сладкий протеин из Pentadiplandra brazzeana B». FEBS Lett. 355 (1): 106–8. Дои:10.1016/0014-5793(94)01184-2. PMID  7957951.
  3. ^ ван дер Вел Х, Ларсон Дж, Хладик А., Хладик С.М., Хеллекант Дж., Глейзер Д. (1989). «Выделение и характеристика пентадина, сладкого принципа Pentadiplandra brazzeana Baillon» (PDF). Chem. Чувства. 14 (1): 75–79. Дои:10.1093 / chemse / 14.1.75.
  4. ^ Faus I, Sisniega H (2004). «Протеины сладкого вкуса» (PDF). В Hofrichter M, Steinbüchel A (ред.). Биополимеры: полиамиды и сложные белковые материалы II (8-е изд.). Вайнхайм: Wiley-VCH. С. 203–209. ISBN  978-3-527-30223-9.
  5. ^ Гевара EE, Veilleux CC, Saltonstall K, Caccone A, Mundy NI, Bradley BJ (июль 2016 г.). «Потенциальная гонка вооружений в совместной эволюции приматов и покрытосеменных: сладкие белки бразцеина и вкусовые рецепторы горилл». Американский журнал физической антропологии. 161 (1): 181–185. Дои:10.1002 / ajpa.23046. PMID  27393125.
  6. ^ «Гориллы, возможно, придумали способ победить ягодное растение-обманщик». Новый ученый. 23 июля 2016 г.
  7. ^ Штейн Дж (2002-11-04). "UW - профессор Мэдисона делает приятное открытие". Журнал штата Висконсин.[постоянная мертвая ссылка ]
  8. ^ Хладик CM, Хладик А (1988). "Sucres et" faux Sucres "de la forêt équatoriale: эволюция и восприятие продуктов, способствующих успеху населения Forestières d'Afrique". Journal d'Agriculture Tropicale et de Botanique Appliquée (FRA). 35: 51–66. Дои:10.3406 / jatba.1988.6676.
  9. ^ Запись в базе данных UniProtKB / Swiss-Prot № PP56552
  10. ^ а б c Идзава Х., Ота М, Кохмура М, Ариёси Й. (июль 1996 г.). «Синтез и характеристика сладкого протеина бразцеина». Биополимеры. 39 (1): 95–101. Дои:10.1002 / (SICI) 1097-0282 (199607) 39: 1 <95 :: AID-BIP10> 3.0.CO; 2-B. PMID  8924630.
  11. ^ Tancredi T, Pastore A, Salvadori S, Esposito V, Temussi PA (июнь 2004 г.). «Взаимодействие сладких белков с их рецептором. Конформационное исследование пептидов, соответствующих петлям бразцеина, монеллина и тауматина». Евро. J. Biochem. 271 (11): 2231–40. Дои:10.1111 / j.1432-1033.2004.04154.x. PMID  15153113.
  12. ^ Assadi-Porter FM, Aceti DJ, Markley JL (апрель 2000 г.). «Участки, определяющие сладость бразцеина, небольшого термостабильного сладкого протеина». Arch. Biochem. Биофизы. 376 (2): 259–65. Дои:10.1006 / abbi.2000.1726. PMID  10775411.
  13. ^ Пфайффер Дж. Ф., Бултон РБ, Благородный AC (2000). «Моделирование реакции сладости с использованием данных интенсивности времени». Качество еды и предпочтения. 11 (1): 129–138. Дои:10.1016 / S0950-3293 (99) 00036-1.
  14. ^ а б Берч, Гордон Джерард (2000). Справочник по ингредиентам - подсластители (серия справочников по ингредиентам). Лезерхедская ассоциация пищевых исследований. ISBN  978-0-905748-90-0.
  15. ^ Хеллекант Г, Данилова В (2005). "Brazzein a small, sweet Protein: Discovery and Physiological Overview". Chem. Чувства. 30 (Приложение 1): i88 – i89. Дои:10.1093 / chemse / bjh127. PMID  15738210.
  16. ^ а б Патент США 5326580, Hellekant BG, Ming D, "Brazzein sweetener", выпущенный 1994-07-05. 
  17. ^ Assadi-Porter FM, Aceti DJ, Cheng H, Markley JL (апрель 2000 г.). «Эффективное производство рекомбинантного бразцеина, небольшого, термостабильного, сладкого на вкус белка растительного происхождения». Arch. Biochem. Биофизы. 376 (2): 252–8. Дои:10.1006 / abbi.2000.1725. PMID  10775410.
  18. ^ Холмы, Сара (24 июня 2008 г.). «Новый подсластитель выйдет на рынок, жаждущий альтернатив». FoodNavigator-USA.com.
  19. ^ Уотсон, Элейн (22 октября 2012 г.). «Помимо стевии: сделает ли бражин высшей лигой из натуральных подсластителей?». FoodNavigator-USA.com.
  20. ^ Уотсон, Элейн (11 февраля 2014 г.). «Предприниматель Brazzein ищет партнера для вывода на рынок натуральных подсластителей нового поколения». FoodNavigator-USA.com.
  21. ^ Тернер, Жанна (8 сентября 2016 г.). "Ученые делают приятное открытие: синтезированный в лаборатории бразеин". Еда Dive.

внешняя ссылка

  • СМИ, связанные с Brazzein в Wikimedia Commons