基于多光谱技术分析绿原酸与肌原纤维蛋白相互作用的初步研究

本研究以高白鲑肌原纤维蛋白(Myofibrillar Protein,MP)为研究对象,探究不同浓度(6、30、150、300μmol/g)绿原酸(Chlorogenic Acid,CA)与MP相互作用的结构变化及结合性质。在25℃下孵育形成不同CA-MP复合物,通过测定复合物的理化性质(总巯基,表面疏水性),二级,三级结构变化(傅里叶红外光谱、同步荧光、三维荧光),结合性质(紫外光谱,荧光猝灭及热力学参数)分析CA-MP复合物相互作用情况。结果表明,在300μmol/g CA存在下,蛋白总巯基含量和表面疏水性分别骤降25.65%,40.26%(P<0.05);蛋白质二级结构随之展开,α-螺旋含量下降至11.73%,造成蛋白结构稳定性降低;同步荧光与三维荧光光谱表明CA对蛋白荧光具有猝灭作用,且色氨酸比酪氨酸的猝灭效果高7.90%。紫外光谱和荧光猝灭证实CA-MP形成复合物且二者的结合为静态猝灭,热力学参数进一步验证二者相互作用的主导力为疏水作用力。本研究旨在为多酚与高白鲑MP相互作用提供有价值的信息,为后续对不同结构多酚与高白鲑肌球蛋白的相互作用机制提供研究基础。

非变性质谱和紫外激光解离在蛋白质结构和相互作用分析中的应用

蛋白质结构及相互作用的动态变化与其生物学功能密切相关,对蛋白质结构及相互作用进行精准探测和分析面临着巨大挑战。非变性质谱(nMS)是一种能够在近生理条件下将蛋白质及其复合物通过电喷雾离子化引入气相离子并进行质谱分析的方法。通过直接测定溶液中蛋白质及其复合物的组成或整合多种质谱解离技术,nMS可获取蛋白质及其复合物的计量关系、组装形式、解离常数、构象变化、结合界面及作用位点等关键信息,以揭示蛋白质相互作用与生物学功能之间的关系。紫外激光解离(UVPD)技术,特别是采用了193 nm准分子激光的UVPD是近年来迅速发展起来的质谱解离技术,其可以高效解离非变性蛋白质骨架,并保留碎片离子中的氢键等非共价相互作用力,从而实现单氨基酸位点分辨的蛋白质动态结构和相互作用质谱解析。本综述主要介绍了nMS和UVPD技术在蛋白质动态结构和相互作用分析中的应用和最新进展,包括由位点突变及配体结合等引起的蛋白质动态结构和相互作用变化,最后对蛋白质nMS表征的未来发展方向做出了展望。

基于静电相互作用的卵白蛋白与岩藻多糖相行为分析及流变学分析

为了解卵白蛋白(ovalbumin,OVA)与岩藻多糖(fucoidan,FUC)复合凝聚体的形成过程及二者的相互作用机制,采用浊度滴定、Zeta电位、圆二色光谱法、荧光光谱法和动态旋转流变仪测定等手段分析OVA和FUC的复合凝聚相行为及临界pH值(pHc、pHφ1、pHmax)。浊度滴定结果表明复合凝聚体形成的临界pH值与生物聚合物的比例和盐浓度密切相关,Zeta电位分析结果表明复合凝聚体的形成主要是由静电相互作用驱动。随着OVA/FUC的质量比增加,复合凝聚体形成的临界pH值向高pH值方向移动。低盐浓度(c(NaCl)<100 mmol/L)会促进凝聚体的形成,而较高的盐浓度(c(NaCl)≥100 mmol/L)则会因静电屏蔽作用使凝聚体形成的临界pH值显著降低。此外,在酸性条件下(pH 4.5),OVA/FUC质量比为20∶1和NaCl浓度为400 mmol/L时显示出最大的黏弹性。本研究可为开发基于硫酸化多糖/蛋清蛋白的功能性产品奠定理论基础。

5-羟甲基糠醛与胃蛋白酶相互作用的荧光光谱研究以及分子模拟分析

目的:采用荧光光谱法和分子对接模拟分析5-羟甲基糠醛(5-HMF)与胃蛋白酶的相互作用及分子结构特征。方法:应用荧光分光光度计,通过荧光淬灭分析、同步荧光分析、三维荧光分析、疏水探针分析,获得5-HMF与胃蛋白酶相互作用的光谱学信息;通过分子对接模拟分析,揭示5-HMF与胃蛋白酶结合的具体位点及互作信息。结果:5-HMF通过单一静态猝灭机制,导致胃蛋白酶分子荧光淬灭。吉布斯自由能△G为负值,表明二者结合为自发反应,同时熵变△H和焓变△S也均为负值,表明氢键和范德华力是维持5-HMF与胃蛋白酶相互作用的主要作用力。同步荧光分析表明,5-HMF能够影响了胃蛋白酶分子中Trp残基的微环境。三维荧光分析结果表明,5-HMF改变了胃蛋白酶的空间结构、氨基酸残基的微环境以及荧光发射峰强度。分子对接模拟分析结果显示,5-HMF分子中羟基可与胃蛋白酶分子中的Ile 100和Ans 37形成氢键,其杂环可与Leu 38、Pro 135和Ala 133产生疏水作用,整个分子还会与Phe 101、Val 136、Ser 129、Gly 102形成范德华力。结论:5-HMF能够与胃蛋白酶相互作用结合,导致胃蛋白酶分子结构及光谱特性发生改变。

酚酸与蛋白质和碳水化合物相互作用及对面包面团的影响研究进展

近年来,研究人员常利用食品各组分之间的相互作用调节其感官性状和功能特性。酚酸、蛋白质和碳水化合物三者在面食制品中广泛存在并发挥着重要作用。目前为止,研究主要集中在酚酸-蛋白质和酚酸-碳水化合物的相互作用,以及二者相互作用在食品加工、机体保健等方面的应用。酚酸、蛋白质、碳水化合物所构成的三元体系中伴随着复杂的相互作用,这些相互作用能够赋予面食制品不同的感官性状和功能特性。本文主要介绍了酚酸、蛋白质和碳水化合物三者间的相互作用及其影响面包面团感官特性和功能特性等的研究进展,以期为酚酸、蛋白质和碳水化合物组成的三元体系在面食制品中的应用提供理论指导。

环氧虫啶与人血清白蛋白的相互作用

新烟碱类杀虫剂环氧虫啶对非靶标生物具有潜在危害,但对其毒理机理、其在人体内的运输机制等方面缺乏研究。本研究运用荧光光谱法、分子对接、分子动力学、结合自由能计算和丙氨酸扫描等方法,研究了环氧虫啶与人血清白蛋白(HSA)的结合模式。结果表明:1)环氧虫啶能有效猝灭HSA荧光,不同温度下环氧虫啶与HSA的结合常数在0.76×10^(5)~1.57×10^(5)L/mol之间,具有较强的结合能力;2)环氧虫啶结合在HSA的IIA疏水腔内,有1个结合位点;3)结合自由能分析和热力学参数计算显示,环氧虫啶和HSA结合的主要作用力是范德华力和氢键作用;4)分子动力学模拟结果显示,二者结合自由能为-25.90 kJ/mol,形成了相对稳定的复合物;5)丙氨酸突变扫描结果显示,氨基酸残基Gln459是环氧虫啶与HSA结合的关键氨基酸。该研究结果可为阐明环氧虫啶在人体内的毒性机理提供理论依据。

荧光增白剂与人血清白蛋白相互作用的多种光谱法及分子对接技术研究

通过多种光谱方法与分子对接技术,从分子水平上对两种荧光增白剂(C.I.135、C.I.185)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用机制进行研究。稳态荧光光谱及紫外-可见光谱实验结果表明,C.I.135、C.I.185与HSA均形成了基态复合物(HSA-C.I.135、HSA-C.I.185),猝灭机理为静态猝灭机理,热力学参数表明氢键与范德华力是结合作用的主要作用力,并且结合过程都是自发进行。三维荧光光谱结果表明C.I.135、C.I.185可以改变HSA的氨基酸残基微环境和构象,C.I.185对HSA产生的影响是最大的。分子模拟实验进一步验证上述实验结果。

肿瘤坏死因子受体3相互作用蛋白2与心房颤动相关性的临床研究

目的探讨肿瘤坏死因子受体3相互作用蛋白2(TRAF3IP2)与心房颤动(下称房颤)的相关性。方法选择南京医科大学附属淮安第一医院2021年6至12月收治的瓣膜性心脏病患者41例,根据是否合并房颤分为房颤组22例和非房颤组19例。收集患者的临床资料、全血以及部分心房肌组织,比较两组患者TRAF3IP2表达水平和纤维化指标[胶原和α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)含量]。结果房颤组左心房直径(LAD)、TRAF3IP2表达水平均高于非房颤组(均P<0.01),TRAF3IP2表达与LAD呈直线相关(r=0.33,P=0.037)。分层分析显示在LAD≤3.5 mm的患者中,房颤组TRAF3IP2表达水平高于非房颤组;在LAD>3.5 mm的患者中,房颤组TRAF3IP2表达水平高于非房颤组(均P<0.01)。马松染色和免疫组化染色显示,房颤组心房肌胶原含量及TRAF3IP2表达水平高于非房颤组。Western blotting结果显示房颤组心房肌组织TRAF3IP2和α-SMA表达水平高于非房颤患者。结论TRAF3IP2与房颤存在相关性,具体表现为房颤患者的TRAF3IP2表达水平高于非房颤患者,提示TRAF3IP2可能参与房颤的进展。

DABDAB2相互作用蛋白和相互作用蛋白和β-联蛋白在食管鳞状细胞癌中的表达联蛋白在食管鳞状细胞癌中的表达及临床意义

目的目的探讨食管鳞状细胞癌组织中DAB2相互作用蛋白(DAB2IP)和β-联蛋白(β-catenin)表达情况,并分析其与食管鳞状细胞癌患者临床特征和预后的关系。方法方法收集92例食管鳞状细胞癌患者的食管鳞状细胞癌组织和癌旁正常黏膜组织,另取55例食管上皮内瘤变患者的食管上皮内瘤变组织。采用免疫组化法检测3种组织中DAB2IP和β-catenin表达情况,并分析其与食管鳞状细胞癌患者临床特征的关系。绘制Kaplan-Meier生存曲线,分析DAB2IP和β-catenin表达情况与患者预后的关系。采用Cox回归模型分析食管鳞状细胞癌患者预后的影响因素。结果结果食管鳞状细胞癌组织中DAB2IP阳性表达率低于食管上皮内瘤变组织和癌旁正常黏膜组织,β-catenin阳性表达率高于食管上皮内瘤变组织和癌旁正常黏膜组织,食管上皮内瘤变组织中β-catenin阳性表达率高于癌旁正常黏膜组织,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。食管鳞状细胞癌组织中DAB2IP和β-catenin表达呈负相关(r=-0.609,P﹤0.01)。不同分化程度、远处转移情况、淋巴结转移情况和TNM分期食管鳞状细胞癌患者的食管鳞状细胞癌组织中DAB2IP阳性表达率比较,差异均有统计学意义(P﹤0.05);不同分化程度、浸润深度、远处转移情况、淋巴结转移情况和TNM分期食管鳞状细胞癌患者的食管鳞状细胞癌组织中β-catenin阳性表达率比较,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。DAB2IP阳性表达患者生存情况优于DAB2IP阴性表达患者,β-catenin阴性表达患者生存情况优于β-catenin阳性表达患者,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。多因素分析结果显示,远处转移、TNM分期为Ⅲ~Ⅳ期和DAB2IP阴性表达均是食管鳞状细胞癌患者预后的独立危险因素(P﹤0.05)。结论结论食管鳞状细胞癌组织中DAB2IP阳性表达率较低,β-catenin阳性表达率较高,二者有可能成为食管鳞状细胞癌临床诊断和预后评估的重要指标。

外周血受体相互作用蛋白激酶3、混合系列蛋白激酶样结构域水平与新生儿坏死性小肠结肠炎病情严重程度的关系

目的分析新生儿坏死性小肠结肠炎(NEC)患儿外周血受体相互作用蛋白激酶3(RIPK3)、混合系列蛋白激酶样结构域(MLKL)的表达情况及其与病情严重程度的关系。方法选取92例NEC患儿纳入NEC组,并根据病情严重程度进一步分为轻度NEC组(Ⅰ级)60例和重度NEC组(Ⅱ~Ⅲ级)32例,另选取同期诊治的60例腹股沟斜疝患儿纳入对照组。采用实时荧光定量聚合酶链反应检测外周血RIPK3 mRNA、MLKL mRNA表达;采用Pearson相关分析法明确NEC组外周血RIPK3 mRNA与MLKL mRNA表达的相关性;采用免疫印迹法检测NEC回肠组织和正常回肠组织中RIPK3、MLKL蛋白表达;采用多因素Logistic回归分析明确重度NEC发生的独立危险因素。绘制受试者工作特征曲线,分析外周血RIPK3 mRNA、MLKL mRNA单独及联合预测重度NEC的价值。结果NEC组外周血RIPK3 mRNA、MLKL mRNA相对表达量分别为(2.41±0.52)、(3.03±0.64),高于对照组的(1.02±0.21)、(0.93±0.20),差异有统计学意义(P<0.001)。NEC回肠组织中RIPK3、MLKL蛋白相对灰度值分别为(1.20±0.21)、(1.13±0.24),高于正常回肠组织的(0.34±0.12)、(0.32±0.11),差异有统计学意义(P<0.05)。NEC组患儿外周血RIPK3 mRNA与MLKL mRNA相对表达量呈正相关(r=0.623,P<0.001)。重度NEC组合并气腹征、多器官功能障碍综合征、败血症者占比和RIPK3 mRNA、MLKL mRNA相对表达量均高于轻度NEC组,差异有统计学意义(P<0.05);RIPK3 mRNA、MLKL mRNA相对表达量升高是重度NEC发生的独立危险因素(P<0.05)。外周血RIPK3 mRNA、MLKL mRNA联合预测重度NEC的曲线下面积大于RIPK3 mRNA、MLKL mRNA单独预测(Z=4.127、4.261,P<0.05)。结论RIPK3 mRNA、MLKL mRNA在NEC患儿外周血中表达升高,两者均与NEC病情严重程度有关,且两者联合检测对重度NEC具有较高的预测价值。

受体相互作用蛋白激酶1调节癌症进展和免疫反应的研究现状

受体相互作用蛋白激酶1(receptor-interacting protein kinase 1,RIPK1)是一种多结构域丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。它通过磷酸化特定的蛋白质,引起下游的信号转导和生物效应。近年来,随着对RIPK1的深入研究,学者发现其在自身免疫性疾病、神经退行性疾病,以及多种实体瘤和血液肿瘤中具有重要意义。一方面,RIPK1通过激活特定通路如核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)等促进细胞存活及炎症反应。另一方面,RIPK1通过与胱天蛋白酶-8(cysteinyl aspartate specific proteinase-8,caspase-8)作用促进凋亡,或与RIPK3和混合谱系激酶结构域样假激酶(mixed lineage kinase domain-like protein,MLKL)作用促进坏死性凋亡的发生。RIPK1作为上游信号在不同肿瘤患者中表达水平不同。其支架功能和激酶活性可以调节癌症进展,也可以启动机体适应性免疫,抑制肿瘤进展;此外,还能产生免疫抑制性肿瘤微环境而促进肿瘤的发展。其双重作用在调节癌症的发生、发展及机体免疫反应方面都有所展现,可以作为新的治疗靶点控制癌症进展。该文从RIPK1的结构入手,深入探讨其功能,特别是其在调节癌症进展和免疫反应方面的功能,为癌症靶向药物的开发提供新的思路。

基于光谱法及分子对接技术的猪血红蛋白与儿茶素相互作用研究

为增强猪血红蛋白(PHb)结构的稳定性,提高其应用价值,将天然抗氧化剂儿茶素(C)与PHb进行互作,以期稳定PHb的结构。采用紫外可见光谱、荧光光谱、傅里叶红外光谱和扫描电镜研究C与PHb的相互作用,并通过分子模拟对接技术表征儿茶素-猪血红蛋白复合物(C-PHb)的形貌和结构。结果表明,添加C前后,PHb的紫外吸收光谱发生明显变化;荧光光谱结果表明,C能有效猝灭PHb内源荧光且为自由发生的静态猝灭,猝灭常数(Kq)为7.5×10^(10)L·mol^(-1)·s^(-1),作用力主要为范德华力、氢键和疏水作用力。同时,相较于PHb,C-PHb的蛋白质二级结构发生改变,表现为β-折叠含量增高,α-螺旋、β-转角和无规卷曲含量降低。此外,分子对接模型进一步验证了C可与PHb进行相互作用。综上,C可与PHb互作以稳定其结构。本研究可为制备具有抗氧化性质的PHb复合物提供理论支持和可行性依据。

绿原酸通过基因编码基质相互作用分子/钙释放激活钙调节蛋白通路改善糖尿病小鼠动脉粥样硬化的机制

目的探讨绿原酸(CGA)通过基因编码基质相互作用分子1(Stim1)/钙释放激活钙调节蛋白1(Orai1)通路改善糖尿病小鼠动脉粥样硬化(AS)的机制。方法将30只C57BL/6J雄性小鼠随机分为对照组、模型组、CGA组,每组各10只。采用高脂饲料饲养加腹腔注射50 mg/kg的链脲佐霉素(STZ)建立糖尿病AS小鼠模型,对照组采用普通饲料+等量生理盐水,CGA组建立模型后给予CGA干预,模型组给予等量生理盐水。HE染色、油红O染色观察动脉斑块情况;CCK-8检测主动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖活力;qPCR检测Stim1、Orai1表达水平。结果CGA组、模型组的斑块沉积面积大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);而CGA组的斑块沉积面积小于模型组,差异有统计学意义(P<0.05)。模型组、CGA组的VSMCs增殖率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);而CGA组的VSMCs增殖率低于模型组,差异有统计学意义(P<0.05)。模型组、CGA组的Stim1、Orai1水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);而CGA组的Stim1、Orai1水平低于模型组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论CGA能够改善糖尿病AS及VSMCs增殖,其机制可能与调节Stim1/Orai1通路有关。

RNA干扰受体相互作用蛋白激酶1基因表达对肾透明细胞癌生物活性的影响

目的探讨受体相互作用蛋白激酶1(RIPK1)对肾透明细胞癌(ccRCC)生物功能的影响及机制。方法通过RNA干扰技术降低RIPK1在ccRCC中的表达后,光镜观察细胞形态变化,CCK-8法检测细胞增殖变化情况,Transwell细胞迁移实验检测细胞迁移能力的变化,流式细胞仪检测细胞发生凋亡、坏死水平,Western blot法检测cleaved caspase-3、混合谱系蛋白激酶样结构域(MLKL)和RIPK3表达变化。结果小干扰RNA(siRNA)干扰48 h后,RIPK1-siRNA组细胞增殖吸光度值(0.563±0.042)低于NC-siRNA组(0.944±0.039;t=11.550,P=0.003);siRNA干扰72 h后,RIPK1-siRNA组吸光度值(0.408±0.019)低于NC-siRNA组(1.717±0.108;t=20.620,P<0.001)。与NC-siRNA组(72.000±12.120)比较,RIPK1-siRNA组(31.660±10.020)ccRCC细胞的迁移数量明显减少(t=4.442,P=0.011)。与NC-siRNA组(0.360±0.090、0.510±0.060、0.880±0.070)比较,RIPK1-siRNA组ccRCC细胞内cleaved caspase3、MLKL、RIPK3表达明显增加(0.780±0.070、1.490±0.100、1.680±0.130;t=6.380,P=0.003;t=8.656,P=0.001;t=14.150,P=0.001)。结论RIPK1是ccRCC内调控细胞增殖、死亡及迁移能力的重要基因,抑制RIPK1能够促进ccRCC发生凋亡及坏死性凋亡。

PIWI蛋白相互作用RNA-47851在胃腺癌中的表达及其对增殖的影响

目的探讨PIWI蛋白相互作用RNA-47851(piR-47851)在胃腺癌中的表达、临床病理意义及其对增殖的影响。方法通过实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)检查79例胃腺癌组织中piR-47851的表达情况,分析piR-47851的表达水平与临床特征和生存预后的关系。通过细胞增殖实验观察piR-47851对胃癌细胞增殖活性的影响。应用信息学网站预测piR-47851的下游靶基因。建立MAPK1基因3′非翻译区(UTR)的野生型和突变型质粒,应用双荧光素酶报告系统验证piR-47851与MAPK1基因3′UTR结合从而抑制MAPK1蛋白合成。应用Rescue实验确认piR-47851对MAPK1直接调控作用,并探讨piR-47851/MAPK1对胃癌细胞增殖的影响。通过实验性裸鼠皮下荷瘤实验观察降低piR-47851表达对移植瘤体积和质量的影响;通过增殖指标Ki-67染色观察降低piR-47851表达对移植瘤细胞增殖活力的影响。结果qRT-PCR实验结果提示,79例胃腺癌组织中piR-47851的表达水平显著高于癌旁正常胃组织(P<0.05)。piR-47851表达水平与肿瘤大小、分化程度和生存预后密切相关(P<0.05)。生物信息学提示piR-47851与MAPK1基因3′UTR有互补的结合位点。双荧光素酶报告基因实验得出在MAPK1野生型转染组中,piR-47851能显著抑制荧光酶活性,而在MAPK1突变组中无抑制作用。CCK-8增殖活性实验表明,过表达piR-47851后,胃癌细胞增殖活性升高;降低piR-47851后,细胞增殖活性下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。Rescue实验提示,在改变piR-47851和(或)MAPK1的表达后再通过qRT-PCR检测MAPK1的表达水平,MAPK1都能受到piR-47851的调控。在功能上过度表达MAPK1可以降低piR-47851对胃癌细胞的增殖促进作用,而减低MAPK1表达可进一步提升胃癌细胞的增殖活性。在裸鼠荷瘤实验中,降低piR-47851表达后肿瘤生长体积和质量显著减小(P<0.05)。增殖指数Ki-67染色表明减低piR-47851表达后增殖活性细胞数目显著低于对照组(P<0.05),验证了piR-47851能促进细胞增殖。结论胃腺癌组织中piR-47851表达水平升高,与肿瘤大小和生存预后密切相关。piR-47851通过与MAPK1的3′UTR结合来下调MAPK1蛋白表达,从而促进胃癌的细胞增殖。

虾青素立体异构体与牛血清白蛋白的相互作用

该论文采用多光谱、表面等离子共振和分子对接,研究虾青素(Astaxanthin,AST)立体异构体与牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)的相互作用机制。研究发现,AST异构体均结合于BSA亚结构域ⅡA和ⅢA的交界处,并且对蛋白质的构象没有明显影响。AST异构体对BSA具有相似的结合亲和力(左旋AST 4.17×10^(-7)mol/L,右旋AST 3.91×10^(-7)mol/L)和结合动力学(慢结合、慢解离),然而在较高浓度下(0.35~1.78μmol/L)左旋AST的最高结合响应值均高于右旋AST。此外,左旋和右旋AST与BSA相互作用的焓变△H分别为-175.09和-149.42 kJ/mol,熵变△S分别为-502.72和-417.65 J/(mol·K),负值的△H和△S表明AST-BSA发生结合的主要相互作用力是氢键和范德华力。分子对接显示左旋AST与Lys504、Thr190残基形成键长为2.0Å、2.7Å的氢键,而右旋AST与Arg435残基形成键长为2.9Å的氢键。这项研究有助于阐明AST立体异构体与BSA的结合机制,并为AST异构体在血液循环中潜在的药代动力学提供重要的理论指导信息。

胶原蛋白与多酚相互作用机理研究及应用进展

胶原蛋白和多酚均为食品中重要的功能物质,二者间能发生相互作用形成复合物。胶原蛋白与多酚的交联结合提高了多酚的稳定性,从而改善了其生物利用度。复合物形成过程中也伴随着胶原蛋白结构和价键的改变,于是复合物的性质会在胶原蛋白的基础上发生相应的变化。胶原蛋白-多酚复合物的抗氧化性、抑菌性、热稳定性及机械性能等性能较突出,因此是近年来食品工业、生物医药等领域的研究热点。该文从胶原蛋白与多酚相互作用出发,主要阐述了二者形成复合物的相互作用机理及影响相互作用的内、外部因素,总结了近几年复合物的生物活性及应用的研究进展,并基于现有研究进行总结展望。

β-乳球蛋白与红曲色素非共价相互作用及其对色素稳定性的影响

为探究在不同pH值(2.6、6.2、7.1、8.2)条件下,β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-LG)与红曲色素(monascus pigments,Mps)提取物之间的结合特性,构建了4种复合体系,并利用荧光光谱、圆二色谱以及分子对接方法对β-LG与Mps之间的互作行为进行研究,同时评价了复合物(β-LG&Mps)的抗氧化活性、热稳定性以及光稳定性。结果表明,在实验pH值范围内,Mps与β-LG的结合导致β-LG内源荧光发生猝灭,二者主要借助范德华力、疏水相互作用以及氢键等非共价作用力结合,但β-LG的二级结构变化不显著;β-LG&Mps的DPPH自由基清除能力高于单独任一组分,但低于两组分之和,即β-LG与Mps在DPPH自由基清除方面表现出拮抗作用。与β-LG形成复合物后,在pH值为6.2、7.1、8.2,温度为50℃时,与未复合的Mps相比,Mps的保留率分别提高了58%、30%和24%;在pH值为6.2、7.1、8.2,温度为25℃,光照强度为600 Lux,光照时间为36 h时,与未复合的Mps相比,Mps的保留率分别提高了65%、43%和43%。在pH值为2.6时Mps热稳定性和光稳定性仍然较差,即β-LG提高了Mps在pH值为6.2、7.1、8.2时的热稳定性与光稳定性。通过食品组分相互作用对改善Mps稳定性的探讨,旨在为Mps相关产品的开发提供有益参考。

亚麻籽水溶蛋白与红曲黄色素相互作用及其对色素稳定性的影响

红曲黄色素是常见的天然食用色素且具有多种生理功效,但其水溶性较差,且对光、热、酸碱敏感,限制了其在食品领域的广泛应用。以亚麻籽水溶蛋白(water-soluble flaxseed protein,FPW)为载体制备其与红曲黄色素的复合物,利用组合光谱分析技术研究两种红曲黄色素(monascin,MS和ankaflavin,AK)与FPW之间的相互作用行为,考察FPW同富含红曲黄色素的红曲色素(Monascus pigments,Mps)复合后,色素在水溶液中的分散性与稳定性变化情况。荧光光谱分析发现,MS和AK均以静态猝灭方式与FPW结合,且均只存在一个结合位点,FP W-AK体系的结合常数大于FP W-MS体系;热力学参数分析表明,维系FP W-MS体系的主要作用力为氢键和范德华力,维系FP W-AK体系的主要作用力为氢键和静电作用。同步荧光光谱、三维荧光光谱分析表明,MS或AK的加入使FPW的氨基酸残基微环境发生改变,从而引起FPW的构象改变。紫外-可见光谱和红外光谱研究结果进一步证明,MS和AK的添加使FPW的二级结构发生改变。此外,与FPW复合后,Mps在水中的分散性提高,且与不同浓度的FPW形成复合物后,在温度为25℃,光照强度为3900 Lux,光照时间为72 h时,与游离的Mps相比,FP W-Mps的保留率分别提高了9.53%、16.92%、31.37%;在温度为4、25、50℃的避光条件下,FP W-Mps较游离的Mps的保留率分别提高了25.65%、22.04%、25.98%;在温度为25℃,pH值为3、5、7、9、11,避光条件下,FP W-Mps较游离的Mps的保留率分别提高了10.27%、12.96%、12.06%、17.82%、7.27%。与FPW复合后,在不同光照时间、温度和pH值条件下,Mps的保留率均增加,表明FPW可以提高Mps的光稳定性、热稳定性和酸碱稳定性。研究旨在为红曲黄色素稳定性研究提供新的思路。

2种黑豆球蛋白与矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的相互作用研究

矢车菊素-3-O-葡萄糖苷(cyanidin-3-O-glucoside,C3G)在不同pH值环境中的主要存在形式不同,其抗氧化能力也有所差异。黑豆蛋白是一种常见的膳食蛋白,具有作为不稳定生物活性化合物载体的潜力,了解黑豆球蛋白与C3G的相互作用机制有利于它们在食品体系中的应用。通过多种光谱学分析和分子对接实验研究了pH值为2.0、5.0和7.0时黑豆β-伴大豆球蛋白(7S)和大豆球蛋白(11S)与C3G的相互作用及其对C3G氧化稳定性和抗氧化能力的影响。研究结果表明,pH值为2.0和5.0时,C3G与7S和11S结合不仅导致Tyr残基周围的疏水环境减少,极性增加,而且使7S和11S中α-螺旋增加,β-折叠比例下降。pH值为7.0时,C3G的存在使7S和11S中α-螺旋和β-折叠的占比呈增加趋势,但β-转角比例降低。此外,C3G与7S和11S结合是一个放热过程,在不同pH值条件下,C3G与7S和11S主要通过氢键和范德华力相互作用使7S和11S静态荧光猝灭。7S和11S均在pH值为7.0时对C3G亲和力最强。分子对接结果表明,7S上的GLU229、ARG356和PRO101残基,11S上的ARG161、VAL162、ILE171和THR176残基在与C3G结合中起关键作用。在不同pH值条件下,7S、11S与C3G结合后均显著增强了C3G的氧化稳定性和抗氧化能力。