Brazzein - Brazzein

Brazzein
Brazzeinmj.png
Struktura NMR řešení brazzeinového proteinu.[1]
Identifikátory
OrganismusPentadiplandra brazzeana
SymbolMONA_DIOCU
PDB1BRZ
UniProtP56552

Brazzein je sladká ochutnávka protein extrahován z Západoafrický plody popínavé rostliny Oubli (Pentadiplandra brazzeana Baillon ). Poprvé byl izolován University of Wisconsin – Madison v roce 1994.[2]

Brazzein se nachází v extracelulární oblasti, v buničité tkáni obklopující semena. S pentadin, objevený v roce 1989, je brazzein druhým proteinem sladké chuti objeveným v ovoci Oubli.[3]

Stejně jako ostatní sladké proteiny objevené v rostlinách, jako jsou monellin a thaumatin, je extrémně sladký ve srovnání s běžně používanými sladidly (500 až 2 000krát sladší než sacharóza ).[4] Ovoce chutná sladce lidem, opicím a bonobos, ale gorily mají mutace ve svých receptorech sladkosti, takže nenajdou sladký brazzein a není známo, že by jedli ovoce.[5][6]

Tradiční použití

Roste rostlina Oubli (ze které byl protein izolován) Gabon a Kamerun, kde jeho plody konzumují lidoopi a místní obyvatelé po dlouhou dobu. Díky brazzeinu a pentadinu jsou bobule rostliny neuvěřitelně sladké. Africkí místní obyvatelé jim říkají „Oubli“ (francouzsky „zapomněli“) v jejich mateřském jazyce, protože jejich chuť údajně povzbuzuje kojené děti, aby zapomněly na mateřské mléko,[7] jakmile je jedí, prý se zapomněli vrátit do vesnice za matkou.[8]

Struktura bílkovin

Monomerní protein, který se skládá z 54 aminokyselinových zbytků, je nejmenší ze sladkých proteinů s molekulovou hmotností 6,5 kDa.[2] The aminokyselina sekvence brazzeinu, převzato z Swiss-Prot biologická databáze bílkovin, je následující: QDKCKKVYEN YPVSKCQLAN QCNYDCKLDK HARSGECFYD EKRNLQCICD YCEY[9]

Struktura brazzeinu byla určena protonem nukleární magnetická rezonance (NMR) při pH 5,2 a 22 ° C. Brazzein má čtyři rovnoměrně rozmístěné disulfidové vazby a žádné sulfhydrylové skupiny.

3D analýza brazzeinu ukázala jeden alfa-šroubovice a tři vlákna antiparalelní beta list. To není povrchně podobné žádnému z ostatních dvou proteinů se sladkou chutí, monellin a thaumatin.[10]

Nedávná 3D studie však ukazuje, že tyto tři proteiny mají podobné „sladké prsty“, o nichž se předpokládá, že vyvolávají sladkou chuť.[11]

Bylo zjištěno, že zbytky 29–33 a 39–43 plus zbytek 36 a také C-konec se podílejí na sladké chuti proteinu. Náboj bílkoviny také hraje důležitou roli v jeho interakci se sladkostí chuťový receptor.[2]

Na základě těchto znalostí byl syntetizovaný vylepšený brazzein, nazývaný pGlu-1-brazzein, označován jako dvakrát tak sladký jako přírodní protějšek.[12]

Vlastnosti sladkosti

Na základě hmotnosti je brazzein 500 až 2 000krát sladší než sacharóza, ve srovnání s 10% roztokem sacharózy a 2% roztokem sacharózy.[10]

Jeho sladké vnímání je více podobné sacharóze než vnímání thaumatinu, s čistou sladkou chutí, přetrvávající dochutí a mírným zpožděním (delší než aspartam) v ekvivalentu sladkého roztoku.[13]

Brazzein je stabilní v širokém rozmezí pH od 2,5 do 8[14] a tepelně stabilní při 98 ° C po dobu 2 hodin.[2]

Jako sladidlo

Brazzein představuje alternativu k dostupným nízkokalorickým sladidla. Jako protein je bezpečný pro diabetiky. Je také velmi rozpustný ve vodě (> 50 mg / ml).[14]

Při smíchání s jinými sladidly, jako je např aspartam a stevia, brazzein snižuje boční dochuť a doplňuje jejich chuť.[15]

Jeho chuťový profil se blíží sacharóze než jiná přírodní sladidla (kromě thaumatin ). Na rozdíl od jiných proteinů se sladkou chutí vydrží teplo, takže je vhodnější pro průmyslové zpracování potravin.[16]

Byly publikovány články, které ukazují, že je možné je vyrobit v laboratoři syntéza peptidů[10] a rekombinantní proteiny byly úspěšně produkovány prostřednictvím E-coli.[17]

Texaské společnosti Prodigene a Nectar Worldwide patřily mezi držitele licence k používání patentů Wisconsin Alumni Research Foundation na brazzein a jejich genetické zpracování na kukuřici. Brazzein lze potom komerčně extrahovat z kukuřice běžným mletím. Přibližně z jedné kukuřice se získá 1-2 kilogramy brazzeinu. Může být také zpracován do rostlin, jako je pšenice, k výrobě předem slazených zrn, např. pro obiloviny.[16]

V roce 2008 byla založena společnost, která jej uvedla na trh jako sladidlo a původně uvedla, že produkt začne prodávat do roku 2010, jakmile získá souhlas od FDA, že jeho brazzein je obecně uznáván jako bezpečný (GRAS).[18] V roce 2012 společnost uvedla, že schválení regulačních orgánů může trvat další jeden nebo dva roky[19] a v roce 2014 stále nezískala výjimku GRAS od FDA a hledala partnery,[20] a výrobek nebyl od roku 2016 stále na trhu.[21]

Viz také

Reference

  1. ^ PDB: 2brz​; Caldwell JE, Abildgaard F, Dzakula Z, Ming D, Hellekant G, Markley JL (červen 1998). "Struktura řešení termostabilního proteinu brazzeinu se sladkou chutí". Nat. Struct. Biol. 5 (6): 427–31. doi:10.1038 / nsb0698-427. PMID  9628478.
  2. ^ A b C d Ming D, Hellekant G (listopad 1994). „Brazzein, nový vysoce účinný termostabilní sladký protein z Pentadiplandra brazzeana B“. FEBS Lett. 355 (1): 106–8. doi:10.1016/0014-5793(94)01184-2. PMID  7957951.
  3. ^ van der Wel H, Larson G, Hladik A, Hladik CM, Hellekant G, Glaser D (1989). „Izolace a charakterizace pentadinu, sladkého principu Pentadiplandra brazzeana Baillon“ (PDF). Chem. Smysly. 14 (1): 75–79. doi:10.1093 / chemse / 14.1.75.
  4. ^ Faus I, Sisniega H (2004). „Proteiny se sladkou chutí“ (PDF). V Hofrichter M, Steinbüchel A (eds.). Biopolymery: Polyamidy a komplexní proteinové materiály II (8. vydání). Weinheim: Wiley-VCH. 203–209. ISBN  978-3-527-30223-9.
  5. ^ Guevara EE, Veilleux CC, Saltonstall K, Caccone A, Mundy NI, Bradley BJ (červenec 2016). „Potenciální závod ve zbrojení v koevoluci primátů a krytosemenných rostlin: brazzeinové sladké proteiny a receptory chuti goril“. American Journal of Physical Anthropology. 161 (1): 181–185. doi:10.1002 / ajpa.23046. PMID  27393125.
  6. ^ „Gorily se možná vyvinuly způsob, jak porazit podvádějící bobulovinu“. Nový vědec. 23. července 2016.
  7. ^ Stein J (04.11.2002). „UW – profesor Madison dělá sladký objev“. Wisconsin State Journal.[trvalý mrtvý odkaz ]
  8. ^ Hladik CM, Hladik A (1988). „Sucres et" faux sucres "de la forêt équatoriale: evoluce a vnímání des produits sucres par les populace lesních dřevin". Journal d'Agriculture Tropicale et de Botanique Appliquée (FRA). 35: 51–66. doi:10.3406 / jatba.1988.6676.
  9. ^ Položka databáze UniProtKB / Swiss-Prot # PP56552
  10. ^ A b C Izawa H, Ota M, Kohmura M, Ariyoshi Y (červenec 1996). "Syntéza a charakterizace sladkého proteinu brazzeinu". Biopolymery. 39 (1): 95–101. doi: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 (červen 2004). "Interakce sladkých proteinů s jejich receptorem. Konformační studie peptidů odpovídajících smyčkám brazzeinu, monellinu a thaumatinu". Eur. J. Biochem. 271 (11): 2231–40. doi:10.1111 / j.1432-1033.2004.04154.x. PMID  15153113.
  12. ^ Assadi-Porter FM, Aceti DJ, Markley JL (duben 2000). „Místa určující sladkost brazzeinu, malého, tepelně stabilního proteinu se sladkou chutí“. Oblouk. Biochem. Biophys. 376 (2): 259–65. doi:10.1006 / abbi.2000.1726. PMID  10775411.
  13. ^ Pfeiffer JF, Boulton RB, Noble AC (2000). Msgstr "Modelování odezvy sladkosti pomocí dat o intenzitě času". Kvalita a preference potravin. 11 (1): 129–138. doi:10.1016 / S0950-3293 (99) 00036-1.
  14. ^ A b Birch, Gordon Gerard (2000). Příručka o přísadách - sladidla (řada Příručka o přísadách). Sdružení pro výzkum potravin Leatherhead. ISBN  978-0-905748-90-0.
  15. ^ Hellekant G, Danilova V (2005). "Brazzein malý, sladký protein: objev a fyziologický přehled". Chem. Smysly. 30 (Dodatek 1): i88 – i89. doi:10.1093 / chemse / bjh127. PMID  15738210.
  16. ^ A b US patent 5326580, Hellekant BG, Ming D, „sladidlo Brazzein“, vydáno 5. července 1994 
  17. ^ Assadi-Porter FM, Aceti DJ, Cheng H, Markley JL (duben 2000). „Efektivní produkce rekombinantního brazzeinu, malého, tepelně stabilního, sladce chutnajícího proteinu rostlinného původu“. Oblouk. Biochem. Biophys. 376 (2): 252–8. doi:10.1006 / abbi.2000.1725. PMID  10775410.
  18. ^ Hills, Sarah (24. června 2008). „Nové sladidlo na trhu, které má hlad po alternativách“. FoodNavigator-USA.com.
  19. ^ Watson, Elaine (22. října 2012). „Beyond stevia: Will brazzein make the natural sweeteners premier league?“. FoodNavigator-USA.com.
  20. ^ Watson, Elaine (11. února 2014). „Brazzeinský podnikatel hledá partnera, aby mohl uvést na trh přírodní sladidlo nové generace“. FoodNavigator-USA.com.
  21. ^ Turner, Jeanne (8. září 2016). "Vědci dělají sladký objev: laboratorně syntetizovaný brazzein". Potápění s jídlem.

externí odkazy

  • Média související s Brazzein na Wikimedia Commons