化学修饰提高谷氨酰胺转胺酶活性与热稳定性

谷氨酰胺转氨酶(EC 2.3.2.13,简称TGase)是一种催化转酰基反应,导致蛋白质分子间发生交联的酶,广泛应用于食品、纺织、皮革、医药等领域。为提高TGase比活力与热稳定性,作者以邻苯二甲酸酐为修饰剂,对重组吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)TGase分子赖氨酸残基进行化学修饰。确定最佳修饰条件为:p H 8.0、20℃修饰反应2 h、TGase表面氨基与PA摩尔比为1∶2。无胱胺(TGase的竞争性抑制剂)存在时,PA修饰使TGase比活力提高48.3%;10mmol/L胱胺存在时,PA修饰使TGase热稳定性提高31.3%。晶体模拟结构显示,21个赖氨酸残基位于S.hygroscopicus TGase分子表面,其中5个位于催化活性中心附近区域。表面疏水性分析发现,不同条件的PA修饰使TGase分子表面疏水度降低9.46%~21.13%。因此,PA可能通过改变TGase分子不同区域的疏水性来提高其比活力和热稳定性的。上述结果表明,PA修饰是一种改进TGase酶学性质的有效策略,为其后续的分子改造提供了一定的理论参考。     

谷氨酰胺转氨酶催化交联对肌原纤维蛋白凝胶特性影响的研究进展

在肉类工业中,谷氨酰胺转氨酶（transglutaminase,TGase）作为一种高效的蛋白质交联剂,能够在改变肌原纤维蛋白（myofibrillar protein,MP）分子结构的基础上改善其热诱导凝胶特性,进而提升肉制品的品质。与此同时,交联度（degree of cross-linking,DCL）是表征TGase催化交联效果的最重要的指标,其对于分析TGase的共价交联作用对MP构象、理化性质和凝胶特性的影响尤为重要。因此,本文系统综述了TGase催化MP共价交联过程中DCL的影响因素,同时深度解析外源添加物和新型加工技术影响TGase催化交联效果的分子作用机制。旨在建立TGase调控下的MP“结构修饰-分子机制-品质改善”之间的相互关系,以期为构建新型肉制品提供创新性理论和技术支持。     

谷氨酰胺转氨酶热稳定剂优化

谷氨酰胺转氨酶(Transglutaminase,TGase)能够催化蛋白质分子发生交联,被广泛应用于食品、医药和纺织等领域。为提高其热稳定性,研究了糖、盐及醇类等稳定剂对TGase在55℃下的半衰期[t_(1/2)(55℃)]的影响。结果表明,山梨醇、小麦蛋白、Na Cl和葡萄糖能延长TGase的t_(1/2)(55℃)。在此基础上进行正交实验,获得最佳的稳定剂配方:山梨醇50 g/L、小麦蛋白50 g/L、Na Cl 50 g/L、葡萄糖50 g/L。在该复合稳定剂保护下,TGase的t_(1/2)(55℃)和最适反应温度较对照(无稳定剂)分别提高59.73倍和10℃;室温(25℃)储存80 d的残余酶活率为73.84%,较对照提高62.79%。此研究结果将促进TGase的生产改进和应用拓展。     

辐照对带鱼鱼糜内源性转谷氨酰胺酶及凝胶特性的影响

内源性转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TGase)与鱼糜凝胶性能密切相关,辐照处理会引起鱼糜TGase结构与活性的变化。为考察电子束辐照对带鱼鱼糜品质的影响,采用不同辐照剂量电子束处理带鱼鱼糜,测定鱼糜内源性TGase的活力及其最适反应温度、最适反应pH值,通过傅里叶变换红外光谱和圆二色光谱分析TGase构象单元,结合鱼糜凝胶强度和持水性的变化,探究电子束辐照对鱼糜内源性TGase及凝胶性能的影响机理。结果显示,随着电子束辐照剂量的增加,鱼糜内源性TGase活力呈先上升后下降趋势,5 kGy辐照能明显提高鱼糜TGase活力,鱼糜凝胶强度及其保水性达到最大值;各组TGase的最适反应pH值均为8.0,除9 kGy组外,其余剂量辐照组和对照组TGase的最适反应温度均为40℃;辐照引起鱼糜TGase分子中的二级结构单元转变,5 kGy组TGase的α-螺旋和β-转角相对含量达最小值,而β-折叠及无规卷曲相对含量达最大值。结论:电子束辐照影响带鱼鱼糜内源性TGase二级结构及其活力,适宜剂量辐照促进TGase分子中α-螺旋和β-转角结构转化为β-折叠及无规卷曲,有利于提高鱼糜TGase活性,促进带鱼鱼糜凝胶的形成。     

复合酶法改性制备乳清分离蛋白可溶性聚合物的性质

为探究胰凝乳蛋白酶与谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TGase)复合酶法改性制备乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)可溶性聚合物的性质,本实验利用电泳、荧光分光光度计和旋转流变仪等对可溶性聚合物的性质进行对比分析。结果表明:复合酶改性制得的聚合物与单一TGase改性相比,黏度增大,游离巯基含量显著降低,但表面疏水性和ζ-电位无显著变化。复合酶改性聚合物平均粒径是(153.66±9.15)μm,而TGase改性聚合物平均粒径是(157.92±10.91)μm,没有显著差异。通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳和非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳对比分析得出,单独的TGase改性聚合物分子质量较大,被截留在凝胶加样口,而复合酶改性聚合物分子质量更多的集中在65 k D附近,即聚合物分子大小适中,这与粒径的结果相呼应。胰凝乳蛋白酶和TGase复合改性聚合物表面呈波纹片状,结构均一紧致。与未改性的WPI相比,复合酶改性WPI聚合物pH值溶解性曲线在pH 2.0~7.0范围变化较平缓,且在pH 4.0~5.0时溶解性提高。此研究结果为复合酶法改性WPI在酸乳或酸性乳饮料方面的应用提供了理论依据与技术参考。     

化学交联与酶法交联对鱼糜-明胶复合膜性质的影响

研究比较了戊二醛和谷氨酰胺转氨酶(TGase)对鱼糜-明胶复合膜的性质改良效果。当戊二醛的含量为蛋白质量的0.025%～0.1%时,膜的抗拉伸强度(TS)没有显著差异,但断裂延伸率(EAB)却随着戊二醛含量的增加而上升,当戊二醛含量增加到0.2%时,TS和EAB都出现了下降。然而,膜的TS和EAB都随着TGase的添加逐渐增加。虽然戊二醛和TGase都可以使蛋白发生交联,导致膜的固形物溶解率(FS)和蛋白溶解率(PS)下降,但是戊二醛的添加效果明显优于TGase。此外,戊二醛的添加会使膜的颜色变黄,而TGase不仅不会影响膜的色泽,还可以提高膜的透明性能。根据SDS-PAGE的结果,发现戊二醛和TGase都会使膜中蛋白分子发生交联形成高分子聚合物。FT-IR的分析结果表明,蛋白分子间的氢键作用随着TGase的添加逐渐减弱,随着戊二醛的添加出现先减弱后增强的趋势。     

采用TG和DSC方法研究糖类对谷氨酰胺转胺酶热稳定性的影响

谷氨酰胺转胺酶(TGase)是一种催化蛋白质分子间产生共价交联的硫醇酶类,但其热稳定性较差。在40～60℃之间,通过添加海藻糖、蔗糖和葡萄糖作为TGase的保护剂,TGase酶活残留率均比对照组升高,其中海藻糖的保护最为显著。采用TG和DSC分析方法,与对照组相比,三种糖中海藻糖提高了TGase的相变温度(Tm),△Tm值为29℃,相变热焓△H上升26.4J/g,失重率降低了2.8%。对应于上述热力学参数,葡萄糖和蔗糖的加入则并未表现与海藻糖相同的趋势。     

植物来源谷氨酰胺转氨酶的研究进展

植物来源谷氨酰胺转氨酶(TGase)是一种在植物中广泛存在的催化酰基转移反应的蛋白酶,已被证实具有不同的理化性质和生理功能。结合最新的研究,本文综述了植物来源TGase在不同组织、器官中的分布,性质及其在植物生长发育过程中起到的作用。同时,为了获得植物来源TGase进行功能特性及其在食品、医学和其它工业中的应用研究,本文介绍了植物来源TGase异源表达的研究进展,并为该方法的改进提出了建设性意见。     

茂原链霉菌谷氨酰胺转氨酶在酸奶中的应用研究

为了研究本实验室制备的谷氨酰胺转氨酶(TGase)的应用特性,采用两种不同的TGase添加工艺生产酸奶:第一种采用TGase交联乳后加热钝化酶活力,然后添加发酵剂制备酸奶;第二种采用活性TGase与发酵剂同时添加到乳中的方法生产酸奶。通过对比这两种酸奶和对照样品(未添加TGase)的发酵时间、质构变化、乳清析出量和感官评价,确定此酶在酸奶中的添加条件。结果发现活性TGase交联酸奶的坚实度、粘度、乳清析出量和感官评价都有很大的改善,并且确定此TGase最适添加量为30U/L。     

内源酶在鱼肉和猪肉热胶凝过程中作用的比较研究

以鲢鱼和猪背肌肉为原料,采用质构仪、SDS-PAGE和溶解率测定等仪器和方法比较研究了内源性转谷氨酰胺酶(TGase)、蛋白酶在两种肉糜热胶凝过程中的作用。结果表明,鱼肉TGase于40℃催化蛋白质形成的非二硫共价键促使了其凝胶化,导致鱼糜凝胶劣化的主要是半胱氨酸蛋白酶。猪肉TGase在40℃下活性较低,或该温度下猪肉蛋白质分子链伸展程度偏低不适于被TGase交联;猪肉蛋白酶在60℃也会导致蛋白质的降解,然而该温度下形成的二硫键和疏水相互作用强于水解作用,故猪肉糜未表现出低温(40℃)凝胶化和60℃的凝胶劣化现象。两段加热显著提高了鱼肉糜凝胶的硬度和咀嚼性,而对猪肉糜凝胶性能的影响较小。