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解决方案
Solution
摘要:
该蛋白质是一种理想的结合挥发性化合物的食物基质。然而,蛋白质流变行为和蛋白质-配体相互作用对小分子配体保留的协同作用尚未得到充分的报道。本研究阐明了醛在持续热处理过程中如何与肌球蛋白结合。结果表明,肌球蛋白在25-64◦C时展开,在75-79◦C时交联生成聚合物。肌球蛋白的α-螺旋部分转变为β-螺旋和随机螺旋部分,调节了流变行为,暴露了更多与醛的结合位点。肌凝蛋白与醛的结合亲和力得到证实。肌球蛋白的荧光猝灭行为明显增强(p<0.05),随浓度和加热温度的升高而升高。肌凝蛋白的流变行为与肌凝蛋白-醛分子相互作用之间的协同作用可能是导致醛潴留的主要原因。疏水相互作用、氨基酸残基、游离巯基和氢键可能是肌球蛋白与醛结合的关键(非)共价键。Trp131和Val187可能是肌凝蛋白与正戊醛之间的关键位点,其中化学力分别为常规氢键、烷基、pi-烷基和疏水烷基。
引言:
风味是影响消费者偏好的关键因素,尤其是对挥发性化合物。醛是主要的挥发性化合物,它可以调节肉和肉制品的挥发性特征,如熟兔肉、烤羊肉、干腌火腿和炖鸡。
本研究旨在(1)研究肌球蛋白在恒定热处理过程中的构象变化,如zeta电位、粒径分布和形态性质。(2)采用气相色谱-质谱(GC-MS)和荧光光谱分析方法测定肌球蛋白与醛类化合物的结合能力。(3)阐明了肌球蛋白的剪切粘度和应力等流变学行为对醛潴留的影响。(4)采用多光谱技术和分子对接模拟相结合的方法,分析了肌球蛋白结合醛的化学作用力和活性结合位点。
分子对接:
使用分子对接方法模拟肌球蛋白和戊醛之间的相互作用。兔肌球蛋白(ID:6YSY)的晶体结构从RSCB蛋白数据库(http://www.rcsb.org/pdb)下载。在对接之前,通过去除肌球蛋白中的水分子和其他配体来清洁模型结构。肌凝蛋白共有962个小分子结合位点。此外,还下载了戊醛结构,以确定肌凝蛋白的最佳结合位点。五醛分子可以穿过肌凝蛋白的所有区域,尝试所有可能的结合位置。使用discovery studio 2019 (Dassault Systemes BIOVIA Ltd., France)的CDOCKER视觉观察结合参数,如氨基酸残基位点和化学力。结果表明,肌球蛋白-戊醛配合物具有最低能量的首选结合结构。
结果与讨论:
谷氨酸和天冬氨酸是酸性氨基酸,它们使肌球蛋白溶液带负电荷。如图1所示,肌球蛋白体积加权平均直径的变化与zeta绝对电位的变化相同。
为了更好地观察肌凝蛋白在恒热处理过程中的形态特性,进一步应用原子力显微镜观察。如图2所示,肌凝蛋白在0-5nm高度呈致密粗糙的形态,很少可见凹面(图2a)。
如图3所示,在恒定热处理过程中,研究了肌球蛋白顶空中每种醛的游离百分比。100%游离醛化合物对应于不含肌球蛋白的磷酸盐缓冲液的顶空浓度。
如图4所示,肌球蛋白溶液的剪切粘度显著降低(p小于0.05)随剪切速率的增大而增大,说明其剪切变薄行为符合非牛顿流体。肌球蛋白溶液的剪切粘度和应力均增加(p小于0.05),而其数值则降低(p小于0.05),在120~180s时与对照组比较。
如图5所示,戊二醛浓度的增加显著削弱了肌球蛋白的荧光强度(p小于0.05)。
综合考虑三维对接方式和二维示意图(图6),疏水键和氢键是肌球蛋白与戊醛亲和的主要贡献。
总结:
25-64◦C热处理显著增强了肌球蛋白的zeta电位绝对值、粒径分布和形态特性,而75-79◦C热处理无显著差异。恒热处理时的分数。肌球蛋白与醛的结合能力的增加可能不仅取决于流变行为的增加,还取决于25-64℃下疏水相互作用、活性巯基含量和氢键的增加。后者可能在75-79℃时的醛保留中起主要作用。戊二醛与肌球蛋白结合的关键氨基酸残基可能是Thr125、Pro128、Trp131和Val187。其中,化学力分别为常规氢键、烷基、-烷基和烷基疏水。这一发现为蛋白质和挥发性化合物之间的相互作用提供了新的见解,促进了富含蛋白质的食物的风味调节。
文章详情:https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112977
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