基于过渡态底物研究莲子多酚氧化酶促褐变机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31301578
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2001.食品原料学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Rich in polyphenols and tender tissue, enzymatic browning catalyzing is easily happened in fresh Lotus Seeds due to the Polyphenol Oxidase (PPO), which seriously affecting the nutritional and economic value of fresh Lotus Seeds. Currently, the enzymatic browning mechanism and efficient inhibitors or preservations during storing and processing of Lotus Seeds becomes key scientific problems to be studied out and solved. The affinity between Transition State Substrate (TSS) and enzyme of the enzyme-catalyzed reaction process is far greater than the ground substrate; it could be more closely combined with the enzyme, and is not easy to change with the substrate concentration. It is essential to determine the TSS to study and clarify the enzymatic browning mechanisms of Lotus Seeds. The Analogs of TSS is suggested to be an efficient inhibitor of the enzymatic browning. In this project, appropriate phenols are selected as target substrates, X-ray diffraction, Circular Dichroism, fluorescence probe and other methods are used, to determine the binding mode during the substrate and Lotus Seeds PPO (LS-PPO). Molecular modeling and Micro-Calorimetry are used to analysis the reaction thermodynamic and kinetic parameters. The possible structure of TSS is speculated using Transition State Theory and Quantum Chemical Theory. The enzymatic browning mechanisms of Lotus Seeds is explored and clarified according to the binding mode and the structure of TSS. TSS is going to be further studied to find out a safe and effective enzymatic browning inhibitor or preservation for storing and processing of Lotus Seeds.
新鲜莲子因酚类物质丰富组织娇嫩极易发生酶促褐变,严重影响其营养及经济价值。研究莲子酶促褐变机制,寻找有效抑制褐变的保鲜剂是当前莲子贮藏加工中亟待解决的关键问题。酶催化反应过程中的过渡态底物对酶的亲和力远远大于基态底物,且与酶的结合更为紧密,其作用不易随底物浓度而改变。过渡态底物的确定有助于理解和阐明莲子PPO促褐变的生化机制。因此,本项目拟从莲子多酚中选择最适莲子PP0作用的靶底物作为最适特异性酚类底物,采用X-衍射、园二色谱及荧光探针等方法确定莲子PPO与最适特异性酚类底物之间的结合方式、结合位点以及结合前后各自构型、构象的变化,再由褐变反应的过渡态底物切入,采用分子模拟、微量热法研究反应动力学及热力学性质,结合过渡态理论及量子化学理论分析过渡态底物变化及其结构特征,尝试基于过渡态底物探讨并阐明莲子PPO促褐变的生化机制,为寻找安全高效的莲子抑制褐变及储藏保鲜方法提供新思路。

结项摘要

新鲜莲子因酚类物质丰富组织娇嫩极易发生酶促褐变,严重影响其营养及经济价值。研究莲子酶促褐变机制,寻找有效抑制褐变的保鲜剂是当前莲子贮藏加工中亟待解决的关键问题。项目通过优化分离与纯化的条件,得到了高纯度的莲子PPO并进行质谱鉴定,确定了莲子PPO的分子量及氨基酸序列等结构信息,构建了莲子PPO的结构模型;分离鉴定并定性定量分析了莲子中的典型酚类底物,结合莲子 PPO 促褐变动力学参数确定了最适特异性酚类底物为表儿茶素;基于莲子PPO的氨基酸序列等结构信息,通过同源建模构建了莲子PPO的三维结构,并通过活性位点预测,发现了莲子PPO的活性中心。通过计算机辅助软件的CDOCKER模块模拟了莲子PPO与特异性底物相互作用的过程,研究了莲子PPO结构对不同底物活性和对映选择性改变的关键位点,准确定位了参与PPO底物识别过程的氨基酸残基,以及相关结构功能域的构象变化,并基于此探讨了莲子 PPO 促褐变的生化机制,为寻找安全高效的莲子抑制褐变及储藏保鲜方法提供新思路。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
莲子多酚氧化酶的酶学性质
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    食品工业科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑天闻;徐婷婷;范亚苇;刘小如
  • 通讯作者:
    刘小如
Polymerization of proanthocyanidins catalyzed by polyphenol oxidase from lotus seedpod
莲蓬多酚氧化酶催化原花青素聚合
  • DOI:
    10.1007/s00217-013-2114-7
  • 发表时间:
    2014-05-01
  • 期刊:
    EUROPEAN FOOD RESEARCH AND TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Liu, Xiao-ru;Xie, Ru-peng;Deng, Ze-yuan
  • 通讯作者:
    Deng, Ze-yuan
莲子多酚氧化酶的分离与纯化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    食品工业科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓泽元;黄伊宁;杨小院;胡蒋宁
  • 通讯作者:
    胡蒋宁

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其他文献

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    邓泽元
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    --
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    梁山
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  • 期刊:
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  • 通讯作者:
    邓泽元
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    --
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    2015
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    李雨露;刘小如;李红艳;范亚苇;胡蒋宁;李静;王红明;邓泽元
  • 通讯作者:
    邓泽元

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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