蛋白質工学的手法によりアミノ酸を一残基置換した蛋白質の構造と食品機能特性

使用蛋白质工程技术进行单氨基酸取代的蛋白质的结构和食品功能特性

基本信息

批准号：
63560132
负责人：
加藤昭夫
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63560132/
关键词：
トリプトファン合成酵素部位特異的変異乳化性起泡性

项目摘要

食品蛋白質の構造と機能特性との関連を明らかにすることは、新しいタイプの機能性蛋白をデザインする上で重要である。本研究では、トリプトファン合成酵素のαサブユニット(以下TSaseと略す)をモデル蛋白質として、蛋白質の構造と表面機能特性(表面張力・乳化性・起泡性)との関連を蛋白質工学的手法を用いて調べた。TSaseの49位のグルタミン酸を部位特異的変異により、イソロイシン、グリシン、スレオニン、リジン、アラニン、フェニルアラニンに単一アミノ酸置換し、7種類の変異蛋白質を調製した。これらのTSaseは構造の安定性のパラメーターであるΔGの値が著しく異なり、49位がグルタミン酸のTSaseの値が最も低く、49位がイソロイシンのTSaseの値が最も高かった。これらの安定性の異なる7種のTSaseを用いて、ΔGと表面張力との関連がpH7.0と9.0で調べられ、いずれのpHでも、ΔGと表面張力の相関が高いことが示された。この結果は、気液界面で蛋白質の構造変化が生じ、ΔGの高いもの(安定な蛋白質)は構造変化を起こしにくく、ΔGの低いもの(不安定な蛋白質)は構造変化を起こしやすいことを示している。また、ΔGと起泡性、乳化性との関係がpH7.0と9.0で調べられた。起泡性はいずれのpHにおいても、ΔGの増加に伴い直線的反相関を示し、低下した。このことは、蛋白質の安定性が低いほど気液界面変性を起こしやすく気泡がたちやすいことを示している。乳化性はpH9.0で調べられ、起泡性と同様にΔGの増加に伴い直線的に低下した。これは油液界面においても同様に、蛋白質の構造の安定性が低いほど変性をうけやすく、乳化性がよくなることを示している。こうして、蛋白質工学的手法が蛋白質の構造と食品機能特性との関連を調べるのに極めて有効な手段であることが示され、蛋白質の構造の安定性と表面機能特性が高い相関関係のあることが直接的に証明された。

确定食物蛋白的结构和功能特性之间的关联对于设计新型的功能蛋白非常重要。在这项研究中，我们使用蛋白质工程方法研究了蛋白质和表面功能特性（表面张力，乳化和泡沫特性）之间的关系，该方法使用蛋白质工程方法使用色氨酸合酶的α亚基（以下简称为TSSASE作为TSase）作为模型蛋白。通过位于TSSASE的位置在TSSASE位置取代谷氨酸的七种不同的突变蛋白通过位置定向的突变与异亮氨酸，甘氨酸，苏氨酸，赖氨酸，丙氨酸，丙氨酸和苯丙氨酸来制备。这些TSases在结构稳定性的参数的值中显着差异，其位置为谷氨酸的最低TSase和位置49具有最高的Isoleucine TSase。使用七个具有不同稳定性的TSase，在pH 7.0和9.0下研究了ΔG和表面张力之间的关联，这表明在两个pHS下ΔG和表面张力之间的相关性很高。该结果表明，蛋白质的结构变化发生在气体液体界面处，具有高ΔG（稳定蛋白）的人会引起结构变化，而患有低ΔG（不稳定蛋白质）的结构变化更可能发生结构变化。此外，在pH 7.0和9.0下研究了ΔG与泡沫特性与乳化性质之间的关系。在任何pH值下，泡沫特性都显示出线性的反相关性，并随着ΔG的增加而降低。这表明蛋白质的稳定性越低，发生气体界面变性且可能引起气泡的可能性越大。在pH 9.0中检查了乳化性，并且与泡沫特性相似，乳化性质随着ΔG的增加线性降低。同样，在油液界面上，蛋白质结构的稳定性越低，经历变性的可能性就越大，乳化越好。因此，蛋白质工程技术已被证明是研究蛋白质结构和食物功能特性之间关联的极为有效手段，并直接证明蛋白质结构稳定性与表面功能特性之间存在很高的相关性。