Миракулин - Википедия - Miraculin

Миракулин гликопротеин
Miraculin.png
Кристаллографическая структура димерного миракулиноподобного белка из семян Муррайя коенигий.[1]
Идентификаторы
ОрганизмSynsepalum dulcificu
СимволMIRA_RICDU
PDB3IIR
UniProtP13087

Миракулин это модификатор вкуса, а гликопротеин извлечен из плодов Synsepalum dulcificum.[2] Ягода, также известная как чудо-фрукт, была задокументирована исследователем. Шевалье де Марше, который искал много разных фруктов во время экскурсии 1725 года в его родную Западную Африку.

Сам по себе Миракулин не имеет вкуса милая. Когда вкусовые рецепторы подвергаются действию миракулина, белок связывается с рецепторами сладости. Это вызывает кислые продукты с обычно кислым привкусом, такие как цитрусовые, чтобы восприниматься как сладкое.[2][3] Эффект держится примерно до часа.[4][5]

История

Подслащивающие свойства Synsepalum dulcificum Впервые ягоды были замечены де Марше во время экспедиций в Западную Африку в 18 веке.[6] Период, термин миракулин полученные в результате экспериментов по выделению и очистке активных гликопротеин который придал ягодам подслащивающий эффект, результаты, которые были опубликованы одновременно японскими и голландскими учеными, работавшими независимо в 1960-х годах (голландская группа назвала гликопротеин, миракулин).[7][8] Слово миракулин был широко распространен к середине 1970-х годов.[9][10][11]

Гликопротеиновая структура

Миракулин был впервые секвенирован в 1989 году и оказался 24,6килодальтон[2] гликопротеин, состоящий из 191 аминокислоты[12] и 13,9% по весу различных сахаров.[2]

СИГНАЛ (29)MKELТ MLS LS F FFV SА LLAA AANп LLSAA
1-50D SAPNPVLDя Dграмм EKLр TGTN Y YIVPVLRDЧАС GGGLTVSATT PNGTFVC PPR
51-100VVQ TRKEVDH DRPLAFFPEN PKEDVVRVST DLNINFSAFM PNPGPETISS
101-150W CRWTSSTVW RLDKYDESTG QYFVTIGGVK FKIEEFCGSG FYKLVFCPTV
151-191CGSCKVKCGD VGIYIDQKGR GRRLALSDKP FAFEFNKTVY F
Аминокислоты последовательность гликопротеиновых единиц миракулина, адаптированная из Swiss-Prot биологическая база данных белковых последовательностей.[13]

Сахара содержат в общей сложности 3,4 кДа при молярном соотношении глюкозамин (31%), манноза (30%), фукоза (22%), ксилоза (10%), и галактоза (7%).[2]

В родное государство миракулина - это тетрамер состоящий из двух димеры, каждый из которых удерживается дисульфид мост.[14] И тетрамер миракулин, и нативный димер миракулин в неочищенном состоянии обладают способностью изменять вкус, превращая кислый вкус в сладкий.[15] Миракулин относится к Ингибитор протеазы Kunitz STI семья.

Свойства сладости

Миракулин, в отличие от куркулин (еще один модифицирующий вкус агент),[16] сам по себе несладкий, но он может изменить восприятие кислинки на сладость даже в течение длительного периода после употребления.[4] Продолжительность и интенсивность эффекта изменения сладости зависит от различных факторов, таких как концентрация миракулина, продолжительность контакта миракулина с языком и концентрация кислоты.[3][4] Миракулин достигает максимальной сладости в растворе, содержащем не менее 4 * 10−7 Молл миракулин, который держат во рту около 3 минут. Максимальная сладость эквивалентна раствору 0,4 моль / л сахароза.[17] Миракулин постоянно разлагается через денатурация при высоких температурах, при pH ниже 3 или выше 12.[18]

Хотя подробный механизм вызывающего вкус поведения неизвестен, похоже, что рецепторы сладкого активируются кислотами, которые связаны с кислинкой, и этот эффект сохраняется до тех пор, пока вкусовые рецепторы воспринимают нейтральный pH.[3][4] Подсластители воспринимаются человеческим рецептором сладкого вкуса hT1R2-hT1R3, который принадлежит к G-белковые рецепторы,[4] изменен двумя гистидин остатки (т.е. His30 и His60), которые участвуют в модифицирующем вкус поведении.[19] Один сайт поддерживает прикрепление белка к мембранам, а другой (с прикрепленным ксилоза или же арабиноза ) активирует мембрану сладкого рецептора в кислых растворах.[14]

Как подсластитель

Поскольку миракулин является легкорастворимым белком и относительно термостабильным, он потенциально подсластитель в кислой пище (например, безалкогольных напитках). Пока попытки выразить это в дрожжи и табачные растения потерпели неудачу, исследователям удалось подготовить генетически модифицированный Кишечная палочка бактерии[20] латук[21] и помидоры[22] которые экспрессируют миракулин. Посевы ученых дали 40 микрограммы миракулина на грамм листьев салата, причем два грамма листьев салата производят примерно такое же количество чудо-фрукта, как и одна чудо-ягода.[23]

Использование миракулина в качестве пищевой добавки было запрещено в США в 1974 году. Управление по контролю за продуктами и лекарствами при обстоятельствах, которые были интерпретированы как предполагающие влияние конкурирующих коммерческих интересов.[24][25] С 2011 года FDA ввело запрет на импорт Synsepalum dulcificum (с указанием «миракулин») от его происхождения в Тайвань, объявив его «незаконным необъявленным подсластителем».[26] Хотя этот запрет не распространяется на свежие и сублимированные чудо-фрукты, свежие или нормально замороженные ягоды быстро портятся. Запрет также не распространяется на продажу в качестве биологически активной добавки.[27] Существует информированное мнение, что запрет FDA может быть отменен при наличии достаточного финансирования для необходимых исследований безопасности.[24] Миракулин имеет новая еда статус в Евросоюз.[28] Утверждено в Япония как сейф пищевая добавка согласно Списку существующих пищевых добавок, опубликованному Министерством здравоохранения и социального обеспечения (опубликовано JETRO ).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ PDB: 3IIR​; Гахлот Д., Сельвакумар П., Ши С., Кумар П., Шарма А.К. (февраль 2010 г.). «Клонирование, анализ последовательности и определение кристаллической структуры миракулиноподобного белка из Murraya koenigii». Архивы биохимии и биофизики. 494 (1): 15–22. Дои:10.1016 / j.abb.2009.11.008. PMID  19914199.
  2. ^ а б c d е Theerasilp S, Kurihara Y (август 1988 г.). «Полная очистка и характеристика изменяющего вкус белка миракулина из чудо-фруктов». Журнал биологической химии. 263 (23): 11536–9. PMID  3403544.
  3. ^ а б c Санэмацу К., Китагава М., Йошида Р., Нирасава С., Сигемура Н., Ниномия Ю. (март 2016 г.). «Внутриклеточное закисление необходимо для полной активации рецептора сладкого вкуса миракулином». Научные отчеты. 6: 22807. Bibcode:2016НатСР ... 622807С. Дои:10.1038 / srep22807. ЧВК  4785348. PMID  26960429.
  4. ^ а б c d е Коидзуми А., Цутия А., Накадзима К., Ито К., Терада Т., Симидзу-Ибука А., Брианд Л., Асакура Т., Мисака Т., Абэ К. (октябрь 2011 г.). «Человеческий рецептор сладкого вкуса опосредует кислотно-индуцированную сладость миракулина». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 108 (40): 16819–24. Bibcode:2011PNAS..10816819K. Дои:10.1073 / pnas.1016644108. ЧВК  3189030. PMID  21949380.
  5. ^ Свами КБ, Хади С.А., Секаран М., Пичика М.Р. (ноябрь 2014 г.). «Клинические эффекты Synsepalum dulcificum: обзор». Журнал лекарственного питания. 17 (11): 1165–9. Дои:10.1089 / jmf.2013.3084. PMID  25314134.
  6. ^ Cudnik DR (27 июля 2014 г.). «Чудо-ягода и чудо-ягода: обзор». WordPress. Получено 21 сентября 2019.
  7. ^ Курихара К., Бейдлер Л.М. (сентябрь 1968 г.). «Модифицирующий вкус протеин из чудо-фруктов». Наука. 161 (3847): 1241–3. Дои:10.1126 / science.161.3847.1241. PMID  5673432.
  8. ^ Брауэр Дж. Н., ван дер Вел Х, Франк А, Хеннинг Дж. Дж. (Октябрь 1968 г.). «Миеракулин, сладкий протеин из чудо-фруктов». Природа. 220 (5165): 373–4. Дои:10.1038 / 220373a0. PMID  5684879.
  9. ^ Каган Р.Х. (июль 1973 г.). «Хемостимулирующий белок: новый тип вкусового раздражителя». Наука. 181 (4094): 32–5. Дои:10.1126 / science.181.4094.32. PMID  4714290.
  10. ^ Жиру Е.Л., Хенкин Р.И. (1974). «Очищение и некоторые свойства миракулина, гликопротеина из Synsepalum dulcificum, который вызывает сладость и блокирует кислинку». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 22 (4): 595–601. Дои:10.1021 / jf60194a033. PMID  4840911.
  11. ^ фон Баумгартен Р. (1975). «[Физиология запаха и вкуса]». Архивы оторино-ларингологии. 210 (1): 43–65. Дои:10.1007 / bf00453707. PMID  233846.
  12. ^ Theerasilp S, Hitotsuya H, Nakajo S, Nakaya K, Nakamura Y, Kurihara Y (апрель 1989 г.). «Полная аминокислотная последовательность и характеристика структуры изменяющего вкус белка миракулина». Журнал биологической химии. 264 (12): 6655–9. PMID  2708331.
  13. ^ UniProtKB / Swiss-Prot запись в базе данных P13087
  14. ^ а б Курихара Y (1992). «Характеристики антисладких веществ, сладких белков и белков, вызывающих сладость». Критические обзоры в области пищевой науки и питания. 32 (3): 231–52. Дои:10.1080/10408399209527598. PMID  1418601.
  15. ^ Игета Х, Тамура Й, Накая К., Накамура Й, Курихара Й (сентябрь 1991 г.). «Определение дисульфидного массива и субъединичной структуры белка, модифицирующего вкус, миракулина». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Структура белка и молекулярная энзимология. 1079 (3): 303–7. Дои:10.1016/0167-4838(91)90073-9. PMID  1911854.
  16. ^ Куримото Е., Сузуки М., Амемия Е., Ямагути Ю., Нирасава С., Шимба Н., Сюй Н., Кашиваги Т., Кавай М., Сузуки Е., Като К. (ноябрь 2007 г.). «Куркулин проявляет сладкий вкус и модифицирующую вкус активность благодаря своим отличительным молекулярным поверхностям». Журнал биологической химии. 282 (46): 33252–6. Дои:10.1074 / jbc.C700174200. PMID  17895249.
  17. ^ Mérillon J, et al. (2018). Подсластители: фармакология, биотехнология и применение. п. 169. Дои:10.1007/978-3-319-27027-2_17. ISBN  9783319270272. OCLC  1019806685.
  18. ^ Mangla, B; Коли, К (2018). «Фармацевтический и лечебный потенциал миракулина и чудо-ягоды». Тропический журнал исследований природных продуктов. 2 (1): 12–17. Дои:10.26538 / tjnpr / v2i1.3. ISSN  2616-0684.
  19. ^ Ито К., Асакура Т., Морита Ю., Накадзима К., Коидзуми А., Симидзу-Ибука А., Масуда К., Исигуро М., Терада Т., Маруяма Дж., Китамото К., Мисака Т., Абэ К. (август 2007 г.). «Микробное производство сенсорно-активного миракулина». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 360 (2): 407–11. Дои:10.1016 / j.bbrc.2007.06.064. PMID  17592723.
  20. ^ Мацуяма Т., Сато М., Наката Р., Аояма Т., Иноуэ Х. (апрель 2009 г.). «Функциональная экспрессия миракулина, белка, изменяющего вкус Escherichia coli». Журнал биохимии. 145 (4): 445–50. Дои:10.1093 / jb / mvn184. PMID  19122203.
  21. ^ Сан Х. Дж., Цуй М.Л., Ма Б., Эзура Х. (январь 2006 г.). «Функциональная экспрессия изменяющего вкус белка миракулина в трансгенном салате-латуке». Письма FEBS. 580 (2): 620–6. Дои:10.1016 / j.febslet.2005.12.080. PMID  16406368.
  22. ^ Като К., Ёсида Р., Кикудзаки А., Хираи Т., Курода Х., Хиваса-Танасе К., Таканэ К., Эзура Х., Мидзогути Т. (сентябрь 2010 г.). «Молекулярная селекция линий томатов для массового производства миракулина на заводе-изготовителе». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 58 (17): 9505–10. Дои:10.1021 / jf101874b. PMID  20695489.
  23. ^ Слейтер Дж (30 марта 2007 г.). «Чтобы превратить лимоны в лимонад, попробуйте« чудо-фрукт »'". Wall Street Journal. Получено 2008-05-28. [...] два грамма производят примерно такой же эффект, как один чудо-фрукт.
  24. ^ а б Cox D (29 мая 2014 г.). «Чудо-ягода, способная заменить сахар». The Atlantic Monthly Group. Получено 2018-02-25.
  25. ^ Голлнер А.Л. (31 марта 2009 г.). Охотники за фруктами: история о природе, приключениях, торговле и одержимости. Якорь Канада. ISBN  978-0385662680.
  26. ^ "Synsepalum dulcificum Уведомление об импорте 45-07; Тайвань". Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. 5 февраля 2018 г.. Получено 9 февраля 2018.
  27. ^ Hieggelke B (18 апреля 2013 г.). "Свобода сахара: шеф-повар Хомаро Канту и его одержимость великолепными чудо-ягодами". NewCity Communications Inc. Получено 2018-02-25.
  28. ^ "Каталог новинок". Получено 2 июля 2013.