球状乳蛋白在甘油模型体系中稳定性差异及机理
发布时间：2021-06-05 14:18
蛋白质是食品中一种重要的组分,在食品加工及贮藏过程中,蛋白质的稳定性对食品营养、功能特性及产品货架期有着重要的影响。饱和多羟基化合物,如糖和多元醇,具有提高蛋白质稳定性的作用。甘油是一种被广泛应用的食品添加剂,因其是最简单的多元醇,也被用于研究多元醇提高蛋白质稳定性的机理。目前甘油提高蛋白质稳定性被认为是一种非特异性作用。然而我们发现甘油对不同球状蛋白稳定性的影响方式存在差异,但作用机理还不清晰。因此本文以β-乳球蛋白和α-乳白蛋白为主要研究对象,分别探讨在高蛋白含量（50%）和低蛋白含量（5%）两种模型体系中,甘油对不同球状乳蛋白稳定性影响的差异及机理。首先,建立高蛋白含量的蛋白/甘油/水模型体系,研究不同浓度甘油对β-乳球蛋白和α-乳白蛋白热力学稳定性的影响及其变化趋势。差示扫描量热（DSC）结果显示β-乳球蛋白变性温度随甘油浓度增加呈线性升高,而α-乳白蛋白变性温度随甘油浓度先升高,当甘油浓度超过50%后,其变性温度逐渐降低;β-乳球蛋白和α-乳白蛋白的变性焓均随甘油浓度的增加而减小。另外,以乳铁蛋白和溶菌酶作为参照蛋白,验证甘油对不同球状蛋白稳定性影响的差异。一方面,乳铁蛋白和...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
β-乳球蛋白二聚体晶体结构（PDBID：1beb）示意图和变体A一级结构（▲代表含疏水侧链的残基；■代表酸性氨基酸残基；●代表碱性氨基酸残基；与二级结构对应序列以相同色块标注）
白蛋白不含游离的巯基，8 个半胱氨酸之间形成 4 个稳定的二硫键，包括 Cys6-Cys120，Cys61-Cys77，Cys73-Cys91 和 Cys28-Cys111[25]。钙离子对 α-乳白蛋白结构稳定性起到关键性作用[26]。由于与钙离子的结合，α-乳白蛋白的两个结构区域的相对位置被固定，从而形成了天然结构，即钙离子结合型（holo）α-乳白蛋白。将 α-乳白蛋白中的钙离子脱除后得到脱钙型（apo）α-乳白蛋白。Apo-α-乳白蛋白是一种类似于天然结构的非功能性中间结构。阳离子结合位点的周围的无补偿的负电荷相互作用导致 α-乳白蛋白在脱除钙离子后稳定性降低，而且对溶剂环境的变化更为敏感，例如 pH 和离子。晶体学研究表明 holo-α-乳白蛋白和 apo-α-乳白蛋白总体三级结构相似，主要区别在于近 Tyr103 和 Gln54 的裂口区域，两个位点的在 apo 和 holo状态下朝向相反，Tyr103 在 holo 状态下与周边的残基形成氢键，而在 apo 状态下与溶剂分子形成氢键，使 apo 的裂口更大[27]。圆二色谱（circular dichroism，CD）和荧光光谱研究的结果显示脱除钙离子后 α-乳白蛋白的二级结构保持不变，但三级结构发生变化。Apo-α-乳白蛋白的三级结构与天然 α-乳白蛋白熔球态（A-state，pH=2.0）的结构一致[28]。有研究指出相比于 apo 型，当 α-乳白蛋白与钙离子结合时，其色氨酸内源荧光会发生蓝移并且荧光量子产量的降低[29]。
第一章 绪论中，高蛋白营养棒仍然面临稳定性下降的问题，其品质劣变和褐变，这直接导致了其感官和营养品质的损失[49]。影响高蛋白营养棒货架期的主要因素。蛋白聚集[50,51]是导致在贮藏后期，其质地发生持续且剧烈的硬化，Zhou 等[52]提性聚集形成网络结构。此外，高蛋白营养棒中通常含有一定量中会发生美拉德反应。美拉德反应不仅会造成高蛋白营养棒损失，而且还会加速高蛋白营养棒的硬化[53-55]。美拉德反应中间产物，Lederer 等[56]提出美拉德反应会促使蛋白质分子，从而加速体系的质地硬化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]甘油水溶液氢键特性的分子动力学模拟[J]. 陈聪,李维仲. 物理化学学报. 2009(03)
硕士论文
[1]分子迁移对高蛋白食品体系质地硬化的影响[D]. 张靓.江南大学 2014
[2]中间水分体系中β-乳球蛋白糖基化的研究[D]. 陈颖佳.江南大学 2013
本文编号：3212322
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
β-乳球蛋白二聚体晶体结构（PDBID：1beb）示意图和变体A一级结构（▲代表含疏水侧链的残基；■代表酸性氨基酸残基；●代表碱性氨基酸残基；与二级结构对应序列以相同色块标注）
白蛋白不含游离的巯基，8 个半胱氨酸之间形成 4 个稳定的二硫键，包括 Cys6-Cys120，Cys61-Cys77，Cys73-Cys91 和 Cys28-Cys111[25]。钙离子对 α-乳白蛋白结构稳定性起到关键性作用[26]。由于与钙离子的结合，α-乳白蛋白的两个结构区域的相对位置被固定，从而形成了天然结构，即钙离子结合型（holo）α-乳白蛋白。将 α-乳白蛋白中的钙离子脱除后得到脱钙型（apo）α-乳白蛋白。Apo-α-乳白蛋白是一种类似于天然结构的非功能性中间结构。阳离子结合位点的周围的无补偿的负电荷相互作用导致 α-乳白蛋白在脱除钙离子后稳定性降低，而且对溶剂环境的变化更为敏感，例如 pH 和离子。晶体学研究表明 holo-α-乳白蛋白和 apo-α-乳白蛋白总体三级结构相似，主要区别在于近 Tyr103 和 Gln54 的裂口区域，两个位点的在 apo 和 holo状态下朝向相反，Tyr103 在 holo 状态下与周边的残基形成氢键，而在 apo 状态下与溶剂分子形成氢键，使 apo 的裂口更大[27]。圆二色谱（circular dichroism，CD）和荧光光谱研究的结果显示脱除钙离子后 α-乳白蛋白的二级结构保持不变，但三级结构发生变化。Apo-α-乳白蛋白的三级结构与天然 α-乳白蛋白熔球态（A-state，pH=2.0）的结构一致[28]。有研究指出相比于 apo 型，当 α-乳白蛋白与钙离子结合时，其色氨酸内源荧光会发生蓝移并且荧光量子产量的降低[29]。
第一章 绪论中，高蛋白营养棒仍然面临稳定性下降的问题，其品质劣变和褐变，这直接导致了其感官和营养品质的损失[49]。影响高蛋白营养棒货架期的主要因素。蛋白聚集[50,51]是导致在贮藏后期，其质地发生持续且剧烈的硬化，Zhou 等[52]提性聚集形成网络结构。此外，高蛋白营养棒中通常含有一定量中会发生美拉德反应。美拉德反应不仅会造成高蛋白营养棒损失，而且还会加速高蛋白营养棒的硬化[53-55]。美拉德反应中间产物，Lederer 等[56]提出美拉德反应会促使蛋白质分子，从而加速体系的质地硬化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]甘油水溶液氢键特性的分子动力学模拟[J]. 陈聪,李维仲. 物理化学学报. 2009(03)
硕士论文
[1]分子迁移对高蛋白食品体系质地硬化的影响[D]. 张靓.江南大学 2014
[2]中间水分体系中β-乳球蛋白糖基化的研究[D]. 陈颖佳.江南大学 2013
本文编号：3212322
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