分子模拟结合荧光光谱法探究BSA-多酚复合物形成机理及对多酚的保护作用

采用蛋白质内源荧光猝灭分析槲皮素(QUE)、白藜芦醇(RES)和咖啡酸β-苯乙醇酯(CAPE)同时与牛血清白蛋白(BSA)结合的可能性;通过位点Marker和分子对接技术确定结合位点;通过光稳定性试验研究BSA-多酚复合物对多酚的保护作用。结果表明:BSA可以同时结合2个或3个配体形成蛋白-多酚复合物,且多酚添加顺序影响会其结合能力。按照QUE/RES/CAPE的顺序可以较好地形成BSA-三配体复合物。分子对接和位点Marker试验确定了RES结合到Sudlow’s sites I位点,QUE部分结合到Sudlow’s sites II位点,CAPE结合位点位于结构域IA和IIA之间的疏水腔内。复合物的形成改善了游离多酚的稳定性,两配体和三配体复合物对QUE/RES/CAPE的保护作用优于单配体复合物。     

以β-乳球蛋白为载体的复合物的应用进展

β-乳球蛋白(β-Lactoglobulin,β-LG)是脂质运载蛋白家族成员之一,具有结合脂溶性维生素、脂肪酸及多酚类化合物等疏水小分子的能力。β-LG与活性配体结合成β-LG-配体复合物后,能显著提高配体的生物利用度。综述了β-LG与配体的结合位点,讨论了所形成的β-LG-配体复合物对配体和载体的作用并对研究趋势进行展望。     

超声波处理对绿原酸与牛血清白蛋白结合作用的影响

采用荧光光谱法和紫外-可见吸收光谱法研究超声处理(40 kHz/30 min和50 kHz/30 min)对绿原酸(CGA)与牛血清白蛋白(BSA)作用的影响。通过荧光发射光谱来分析CGA对BSA的荧光猝灭作用;通过同步荧光光谱分析结合CGA后BSA酪氨酸(Tyr)残基与色氨酸(Trp)残基微环境的变化来确定CGA对BSA构象的影响;运用Stern-Volmer方程、Acharya方程等数学方程计算其猝灭常数、结合常数,以及结合位点数;通过焓变与熵变分析分子间作用力。利用华法林(WARF)、布洛芬(IBU)两种蛋白标记物来判断结合位点;利用紫外光谱测定BSA构象变化对比不同超声频率的影响。结果表明:在超声频率53 kHz时,CGA对BSA的荧光猝灭效果最为显著,超声处理使CGA-BSA复合物的构象发生一定改变,并对CGA与BSA的结合有增强作用,而不会改变反应的作用力类型。研究结果为超声处理对蛋白质与配体结合的影响研究提供参考。     

高压脉冲电场结合糖基化对β-乳球蛋白抗原性与结构的影响

β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-Lg)是一种营养丰富的牛乳清蛋白,但也是导致牛乳过敏的主要过敏原;本文以β-Lg为研究对象,通过酶联免疫吸附法、电泳、圆二色谱及荧光光谱等方法,在蛋白与糖的质量比为1:2、修饰温度60℃、反应时间3 h、反应环境p H 7.4和不同高压脉冲电场(pulsed electric fields,PEF)强度反应条件下,对β-Lg-半乳糖复合物中β-Lg的抗原性变化及反应产物的结构特性进行研究。结果表明:经过PEF结合糖基化处理后,β-Lg抗原性显著降低,且PEF预处理会促进β-Lg抗原性降低,在电场强度25 k V/cm下预处理90μs后进行糖基化,β-Lg抗原性降低最多,降低了约72.9%;其分子量增大;α-螺旋和β-转角结构减少,而β-折叠和无规则卷曲结构逐渐增多;表面疏水性和内源性荧光强度均降低;自由巯基含量先升高后下降,这为制备低致敏性β-Lg提供了一种新的方法。     

多酚类化合物在食品热加工中的化学与生物活性变化及其对食品品质的影响

多酚是人类膳食中最丰富的抗氧化剂之一。许多研究表明其具有抗氧化、抗炎、神经保护、心脏保护、癌症预防、抗肥胖等多种生物学功效。就多酚而言,膳食中的多酚类化合物对人体的健康作用最终取决于其加工过程。例如:热处理作为食品加工与保藏中改善食品品质,延长食品贮藏期的最有效且最广泛使用的方法,其对多酚化学和生物活性的改变不容忽视。就食品而言,对于富含膳食多酚的食品,热加工可能导致食品营养价值的改变。将益于人体健康的多酚类化合物作为添加剂添加到食品中,可能进一步参与复杂食品体系的反应,发生一系列化学变化和生物活性变化,进而对食品的最终品质及人体健康功效产生影响。本文对多酚类化合物在食品热加工中的化学和生物活性变化,以及对食品品质影响的研究进展做总结,以期为研究者更好地探寻多酚类化合物在食品加工过程中的量、质变规律,食品多相体系中的生物活性变化以及在健康安全膳食中的应用奠定理论基础。     

多酚对淀粉理化性质影响的研究进展

淀粉基食品是人类重要主食。多酚是一类对人体健康非常有益的生理活性物质,近年来,多酚作为一种营养物质被广泛的添加到淀粉食品中。大量研究表明,多酚的添加能够显著改变淀粉的理化性质,且影响淀粉理化性质的因素众多,它不仅与多酚的来源、种类、添加量等相关,还与淀粉的来源、结构等密切相关。本文主要就近些年来有关多酚对淀粉理化性质(糊化、老化、流变等)影响的研究进行综述,以期为在淀粉中添加多酚类物质以提升食品的营养价值以及品质提供理论依据和指导。     

高压脉冲电场结合糖基化对β-乳球蛋白过敏原性与功能性质的影响

采用高压脉冲电场(pulsed electric field,PEF)结合糖基化处理β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-Lg),在β-Lg与半乳糖质量比1:2、反应温度60℃、反应时间3 h、p H 7.4和不同PEF强度反应条件下,研究改性前后β-Lg的过敏原性和功能性质的变化。结果表明,经过PEF结合糖基化处理后,β-Lg自由氨基含量显著降低,β-Lg过敏原性有一定程度下降,15 kV/cm PEF处理90μs后进行糖基化,过敏原性降低程度最大;在此条件下,β-Lg的溶解性、乳化性、乳化稳定性及抗氧化活性显著提高(P0.05)。这为制备低致敏性且功能性质好的β-Lg提供了一种新的方法。     

多酚对明胶与小麦直链淀粉相互作用影响的研究

多酚类物质具有较好的生物功能活性，对明胶与小麦直链淀粉相互作用机制有一定的影响，本文采用光谱法研究明胶与淀粉相互作用以及四种多酚对其相互作用的影响。结果表明：在298～310 K范围内，淀粉能使明胶的内源荧光发生静态猝灭，明胶与淀粉之间的作用力主要是疏水作用力，加入多酚后既有疏水作用力，又有范德华力和氢键。多酚的介入进一步加强了淀粉对明胶的荧光猝灭作用，同时与明胶和淀粉之间的相互作用形成竞争，降低二者的结合稳定性。淀粉与明胶的结合影响明胶的重排和构象的变化，从而引起酪氨酸残基/色氨酸残基的变化，且结合位点更接近酪氨酸残基。     

天然和热变性乳铁蛋白与姜黄素复合物的结构表征及结合机理研究

为了解决姜黄素溶解性较差的问题,运用浊度法、动态光散射、红外光谱、圆二色谱和荧光光谱研究了热变性前后乳铁蛋白(LF)与姜黄素(Cur)复合物的结构特性和结合机制。结果表明,LF-Cur复合物的浊度和粒径与LF结构和Cur浓度密切相关。当Cur浓度为1.4×10-5~5.4×10-5 mol/L时,天然LF-Cur复合物为纳米颗粒,溶液浊度低;当Cur浓度为8.1×10-5~1.08×10-4mol/L时,天然LF-Cur复合物为亚微米颗粒,溶液浊度高。热变性LF-Cur复合物均为纳米颗粒。随着Cur浓度的增加,LF-Cur复合物的ζ-电位增加,有利于提高复合物溶液的稳定性。圆二色光谱分析表明,热变性使得LF的二级结构发生了不可逆的改变,Cur的添加能够改变天然和热变性LF的二级结构。红外光谱分析表明,氢键参与了LF与Cur的结合。荧光光谱结果表明,Cur与天然和热变性LF的结合均为静态淬灭过程,且热变性LF与Cur的结合能力较强。热变性能够提高LF对Cur的包埋率,为开发基于LF为载体运载疏水性多酚提供了理论依据。     

牛乳过敏原β-乳球蛋白分离纯化方法优化及IgG结合能力分析

目的 优化分离纯化方法,获得高纯度、高得率且具有良好IgG结合能力的β-乳球蛋白(β-lactoglobulin, β-Lg)。方法 以超速离心脱脂、等电点沉淀、硫酸铵沉淀为前处理方法,通过Sephadex G-75凝胶柱层析、DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换柱层析纯化β-Lg,并对纯化条件进行优化,结合SDS-PAGE与LC-MS/MS对β-Lg进行鉴定,采用Western blot对其IgG结合能力进行验证。结果 凝胶层析最佳洗脱条件为0.02 mol/L pH 6.8 Tris-HCl+0.15 mol/L NaCl,流速0.4 mL/min;阴离子交换层析最佳洗脱条件为0.05 mol/L pH 6.5 Tris-HCl+0~0.5 mol/L NaCl,流速0.5 mL/min;结合SDS-PAGE与LC-MS/MS鉴定,该条件下获得的终产物为β-Lg;该方法获得的β-Lg得率为54.89%,纯度为100%(SDS-PAGE),且具有良好的IgG结合能力。结论 本研究建立了一种简单、可重复的β-Lg分离纯化方法,在获得高纯度β-Lg的同时保持良好的IgG结合能力,为后续牛乳过敏及脱敏研究提供技术支撑。     

食品多酚与蛋白相互作用及其对多酚生物可利用性影响的研究进展

多酚和蛋白质的相互作用是近几十年来多酚类化合物与生物大分子作用研究的重点。食品多酚具有多种功能活性,但是由于受其他食品组分、加工条件和消化环境等各种因素的影响,其生物可利用率较低,对人体的健康功效受到严重影响。因此,该文综述了近些年来国内外关于食品多酚与蛋白的相互作用类型及其对多酚生物可利用性影响的研究进展,以期为提高多酚类食品的健康功能品质提供一定的指导依据。     

荧光光谱法探究pH值对咖啡酸β-苯乙醇酯与人血清蛋白相互作用的影响

为探究pH值对咖啡酸β-苯乙醇酯（caffeic acid phenethyl ester,CAPE）与人血清蛋白（human serum albumin,HSA）相互作用的影响,采用荧光发射光谱和同步荧光光谱研究在不同pH值（3.0、5.0、7.4）条件下CAPE对HSA的荧光猝灭作用,并计算猝灭常数、结合常数和热力学参数,分析荧光猝灭机理,最后通过位点Marker实验确定结合位点。荧光发射光谱表明,不同pH值条件下CAPE对HSA内源荧光均产生了猝灭作用,生理pH 7.4时猝灭率最高,结合常数最大;热力学参数表明CAPE与HSA主要通过范德华力和氢键作用结合;同步荧光表明CAPE和pH值的共同影响改变了HSA的构象;位点Marker实验表明,CAPE与HSA的结合位点位于Sudlow’s site I附近。结果表明,pH值的增加促进了CAPE与HSA的结合,这将为CAPE活性稳态化保持、靶向递送提供理论依据。     

基于β-乳球蛋白配体结合特性的活性成分包埋和保护研究现状

虽然营养活性成分具有调节生理机能的功能,但环境敏感性和低溶解度限制了许多活性成分在功能食品、药品和化妆品开发中的应用。可食用载体体系的设计和研发提供了克服这些限制的可能性。阐明载体物质和活性成分间作用机制,是设计和制备非乳状液型载体体系的关键。食品蛋白由于具有高营养价值和多种功能特性,因此被广泛应用于制备载体体系。β-乳球蛋白是牛乳中主要乳清蛋白,具有多个配体结合位点,可结合脂肪酸、维生素、磷脂、多酚类化合物等多种物质。β-乳球蛋白也可同时结合叶酸、白藜芦醇和维生素E,生成蛋白质-多配体复合物。本文概述了β-乳球蛋白与不同营养活性成分间相互作用,以及生成复合物对活性成分的保护作用,讨论了天然β-乳球蛋白作为营养活性成分载体的优、缺点以及开发基于此蛋白的多活性成分载体的可能性。     

分子对接结合荧光光谱法探究3种类胡萝卜素与HSA的相互作用

为探究类胡萝卜素与HSA相互作用的影响,采用荧光光谱法,同步和三维荧光光谱法研究叶黄素(LUT)、β-胡萝卜素(β-CA)、番茄红素(LYC)对HSA的荧光猝灭作用,计算相关信息。采用位点Marker试验和分子对接分析结合位点。结果表明,LUT、β-CA、LYC对HSA荧光全都产生猝灭作用,其中β-CA对HSA的猝灭率最高;LUT、β-CA、LYC与HSA的结合常数在104~106 L/mol数量级,β-CA与HSA的结合能力最强;热力学参数表明LUT、β-CA、LYC与HSA均主要通过疏水相互作用力结合;同步和三维荧光表明LUT、β-CA、LYC与HSA的相互作用能够影响HSA的空间构象;位点Marker试验和分子对接发现,LUT、β-CA、LYC与HSA的结合位点均位于Sudlow''s site I附近。研究表明,3种类胡萝卜素均能与HSA结合,这对类胡萝卜素活性的开发利用、靶向递送具有重要意义。     

植物雌激素对MCF-7乳腺癌细胞DNA损伤的影响

目的:观察植物雌激素三羟异黄酮(Gcn)、二羟异黄酮(Dai)、五羟黄酮(Que)和姜黄素(Cur)对MCF-7乳腺癌细胞增殖和DNA损伤的影响.方法:以3、9、27、54pμmol/L的棺物雌激素与MCF-7细胞共培养24、48或72h,用四唑盐(MTT)试验和单细胞凝胶电泳(SCGE)观察环境雌激素影响细胞增殖和DNA损伤程度.结果:Que和3μmol/L的Gen、Dai、Cur使MCF-7细胞增殖明显增加,但54μmol/L的Gen、Cur却明显抑制细胞的增殖.27、54μmol/L的Gen和Cur使DNA分子迁移长度(CTL)明显增加,且呈剂量-效应和时间-效应关系.Dai、Que对细胞中DNA分子迁移长度无影响.结论:27μmol/L和54μmol/L的Gen和Cur引起MCF-7细胞中DNA分子损伤,抑制细胞增殖.Que和Dai对细胞中DNA分子无损伤,Que和低浓度的Dai促进细胞增殖.     

β-乳球蛋白与EGCG结合规律的分子动力学探究

为探究不同pH下多酚与蛋白质的结合规律,以茶多酚EGCG(表没食子儿茶素没食子酸酯)和β-乳球蛋白为研究对象,采用分子对接和分子模拟技术研究两者结合能、结合机制分别在pH为2、5、8时的变化。结果表明,EGCG主要结合在β-乳球蛋白的3个区域;在结合能最高的结合位点进行150 ns分子模拟过程中,发现EGCG的波动幅度比β-乳球蛋白大,特别是pH为2时,但EGCG的波动不会影响β-乳球蛋白结构的稳定;pH为5时β-乳球蛋白的疏水表面积、α-螺旋和β-折叠含量均为最低;EGCG与β-乳球蛋白在pH为5时结合能最高,pH为8时最低,pH为5时结合能最高主要由于此时疏水作用力、氢键和范德华力均最强。通过研究可知,pH会影响蛋白质表面结构,特别是蛋白质与小分子物质的结合处,从而影响两者间的结合能、结合位点和结合姿势。     

姜黄素与白首乌蛋白以及大豆分离蛋白相互作用的比较

通过稳态荧光光谱、傅里叶变换红外光谱(Fourier-transform infrared spectroscopy,FTIR)、远紫外圆二色谱、差示扫描量热和动态光散射分析等系统研究姜黄素(curcumin,Cur)与白首乌蛋白(Cynanchum auriculatum Royle ex Wigh protein,CAP)以及大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)的相互作用,并进一步比较了2种蛋白质对Cur稳定性的提高效果。结果表明,Cur可以通过静态方式淬灭CAP与SPI的内源荧光。Cur与2种蛋白质的复合是一个吉布斯自由能减少的自发反应,主要由疏水相互作用驱动。与CAP相比,Cur与SPI的结合能力更强。FTIR分析表明,除疏水相互作用,氢键也可能参与了复合物的形成。Cur结合导致CAP中α-螺旋结构的减少以及其他3种二级结构的增加,并且降低CAP的热稳定性。与SPI相比,Cur-SPI复合物中α-螺旋与β-转角的含量均减少,其热稳定性有所升高。CAP与SPI分别与Cur形成直径为159.98 nm和244.34 nm的纳米颗粒。2种蛋白质均能显著提高Cur在40℃和90℃条件下的热稳定性,其中SPI的保护效果更好。     

三种多酚与牛血清蛋白相互作用的初步研究

采用紫外光谱法、荧光光谱法、圆二色谱法、同步荧光光谱法等方法分析异荭草素、鞣花酸和安石榴苷与牛血清蛋白(bovine serum albumin,BSA)的相互作用。结果表明,三种多酚类化合物对BSA的荧光猝灭机制主要为静态猝灭;与3种多酚结合后,BSA的构象发生变化,异荭草素与BSA的结合位点比例约为2∶1,安石榴苷、鞣花酸与BSA的结合位点比例约为1∶1;异荭草素、安石榴苷、鞣花酸与BSA相互作用的主要作用力初步确定为疏水作用力,并且此3种多酚与BSA之间的结合主要是吸热和熵驱动的反应。3种多酚均与牛血清蛋白产生不同程度的结合,为蛋白质与多酚复合物的研究提供了理论支撑。     

分子动力学探究高压对β-乳球蛋白与多酚结合的影响

为探究不同压力下多酚与蛋白的结合规律,以表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)和β-乳球蛋白为研究对象,采用分子对接和分子模拟研究两者结合能和结合机制在0.1、200、500、800 MPa时的变化。结果表明,EGCG常压下主要结合在疏水腔(1号区域),蛋白经200和500 MPa处理后,EGCG主要结合在蛋白表面的2号区域,而800 MPa处理后至少有5个结合区域。以1号结合位点为对象进行150 ns的分子动力学模拟过程,发现200 MPa的压力处理能使蛋白结构更稳定,而500和800 MPa压力下蛋白稳定性略为降低。500 MPa及以上的压力能使蛋白的疏水表面积、α-螺旋和β-折叠减少。EGCG与β-乳球蛋白的结合自由能随压力的增加而降低,其中主要是由范德华力、氢键作用减弱所致。另外,高压下蛋白结构的变化,特别是结合位点处的变化也显著影响了EGCG与蛋白的结合。     

超声波辅助糖基化对β-乳球蛋白消化过程中致敏性的影响

采用间接竞争ELISA、扫描电镜和动态光散射等技术,研究超声波结合乳糖糖基化修饰对β-乳球蛋白(β-Lg)在体外模拟消化过程中致敏性和结构变化的影响。结果表明:被修饰的β-Lg在消化过程中致敏性显著降低,胃肠消化的水解度也降低;被修饰的的β-Lg经胃消化形成更大的颗粒结构,在肠消化中发生聚集;消化后其荧光强度先升高后降低,最大发射波长出现红移。综上,超声波结合糖基化改性可有效降低β-Lg在消化过程中的致敏性,其致敏性变化与糖基化修饰对其结构的改变有关。