莫内林论文_郑伟伟,赵萌,蔡成固,刘波

导读:本文包含了莫内林论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:受体,甜味,蛋白质,论文,突变体,monellin,莫内林。

莫内林论文文献综述

郑伟伟,赵萌,蔡成固,刘波^[1]（2017）在《甜味蛋白质monellin(莫内林)高甜度及强热稳定性突变体的分子构建》一文中研究指出近些年来,许多流行病如肥胖、糖尿病、高血糖症和龋齿等都与人们对于甜味的依赖以及糖类的过量摄入有关。因此,寻找低热量、安全、高营养的甜味剂类替代品对于人类的健康及食品安全具有重要意义。甜味蛋白质是最初分离于非洲热带植物果实中的蛋白类生物大分子,它们大多具有大分子量和空间结构以及超强的甜味(约为同质量蔗糖分子甜味的1500-3000倍),因此,有望成为一种新型的天然的营养性甜味剂,从而逐步替代目前市场上常用的天然糖类及化学合成甜味剂(如阿斯巴甜、糖精等)。迄今己发现的甜味蛋白质有7种,分别为monellin,thaumatin,brazzein,marbinlin,pentadin,egg white lysozyme和neoculin。它们的叁维结构均己解析。此外,2种甜味蛋白质miraculin和neoculin还具有甜味调节功能,能够将酸味觉转变为甜味。目前,甜味蛋白质thaumatin(祝马丁)已经在欧美市场上市,并广泛应用于食品、饮料等行业中。甜味蛋白质monellin(莫内林)在日本也被批准为安全的甜味类食品添加剂。然而,甜味蛋白质性质也具有不利因素,从而限制了其大规模的广泛应用。目前,制约甜味蛋白质产业发展的因素主要有2个:1.大部分甜味蛋白质稳定性较低,对于温度和酸碱敏感,蛋白质易变性而失去甜味,影响其运输、保存等环节;2.从植物中直接提取甜味蛋白质工艺繁琐且产量较低,导致甜味蛋白质价格昂贵,限制了其广泛使用。因此,利用基因工程的方法,对甜味蛋白质进行理性设计与改造,克服甜味蛋白质上述不足,并选择合适的表达宿主,通过异源表达提高甜味蛋白质的产量与得率,对于人类的健康与食品安全,以及甜味蛋白质产业的发展具有重要意义。甜味蛋白monellin是西非植物Dioscoreophyllum cumminsii中提取的一种天然甜味剂,具有强烈的甜味,甜度在相同条件下约为相同摩尔蔗糖的90000倍。天然的monellin蛋白是由两条不同的肽链通过共价键结合在一起,由A链和B链组合而成,分子量约为11kDa。其叁维结构如图l所示。天然的monellin蛋白在高温下易失去活性,使其在生产和运输过程中受到了限制。甜味蛋白质通过与口腔味蕾细胞膜上的一类G蛋白偶联受体(Gprotein coupled receptors,GPCRs)-甜味受体T1R2/T1R3相互作用,触发神经信号转导并引起甜味觉的产生。在前期研究中,我们通过分子模拟、突变分析等方法揭示了小分子二肽甜味剂阿斯巴甜(aspartame)及纽甜(neotame)激活甜味受体的分子机制,并指出了人与松鼠猴甜味受体对于甜味蛋白质monellin(莫内林)和thaumatin(祝马丁)不同甜味觉反应的分子机理。基于以上研究基础,我们利用蛋白质工程的方法,对甜味蛋白质monellin(莫内林)进行了分子设计改造,以期筛选高甜度、强热稳定性的新型甜味蛋白质突变体。对甜味蛋白质进行分子设计与改造,需要以甜味蛋白质的叁维结构为基础,选择影响其与受体相互作用的关键氨基酸残基,进行定点突变并评价突变体的功能,筛选甜味度好、稳定性强等性能优良的甜味蛋白质。在本研究中,我们在前期报道的甜味明显增强的突变体E2N和Y65R,以及热稳定性明显增强的突变体E23A的基础上,采用组合突变的方法,构建了甜味蛋白质monellin(莫内林)的叁种双突变体E2N/E23A,E23A/Y65R,E2N/Y65R。研究结果表明,相对于天然的野生型甜味蛋白质monellin,突变体E2N/E23A和E2N/Y65R的甜味均提高了约3倍左右,而突变体E2N/E23A和E23A/Y65R的热稳定性(Tm值)提高了约10℃。其中,突变体E2N/E23A的甜味与稳定性相对于野生型蛋白均有明显提高,说明其在食品工业中具有较大的应用潜力与价值。结合甜味蛋白质monellin(莫内林)的叁维结构(图1),我们分析了突变体导致甜味度及稳定性提高的分子机制。在水溶液中,E2位点是位于甜味蛋白质的表面的带负电荷氨基酸,将其替换为中性的N氨基酸,可增加与表面多具有负电荷氨基酸的甜味受体的静电相互作用,从而增强其甜味。另一方面,E23氨基酸位于该甜味蛋白质的疏水性分子内部并带负电荷,将其替换为不带电的A氨基酸后,可导致蛋白质分子内部的去离子化状态,从而提高其稳定性。以上结果为甜味蛋白质的理性分子设计与改造提供了有益的线索及指导。甜味蛋白质在我国的发展相对还很薄弱,相信在科研工作者及食品产业经营者的共同努力下,我国甜味蛋白质产业一定能够不断壮大、健康发展。(本文来源于《第十一届中国酶工程学术研讨会论文摘要集》期刊2017-10-18）