High-performance liquid chromatography of gliadins from different wheat varieties: Amino acid composition and N-terminal amino acid sequence of components

Summary The gliadins from 16 wheat varieties were separated by reversed-phase high-performance liquid chromatography on octadecyl silica gel into about ten major and numerous minor components. Preliminary separation of gliadins by gel permeation high-performance liquid chromatography was shown to be unnecessary. The varieties differed significantly in their gliadin patterns; in most cases quantitative, but also qualitative differences were found. The amino acid compositions of single components indicated that -gliadins (high values for Glx, Pro, and Phe) were eluted first, followed by -gliadins (lower contents of Pro, Phe and, in some cases, of Glx and higher contents of most other amino acids). The last components to be eluted were the -gliadins; differences, in comparison with -gliadins, are mainly due to the higher values for Pro, Met, Phe, and Lys and lower values for Glx, Tyr, and His. The determination of N-terminal amino acid sequences confirmed the existence of only three protein types in the gliadin fraction: -, -, and -gliadins. Within these groups, the components are very similar; the small differences are obviously caused by exchange, insertion and/or deletion of single amino acids in the protein chain.

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Hochleistungsflüssigchromatographie von Gliadin aus verschiedenen Weizensorten: Aminosäurezusammensetzung und N-terminale Aminosäuresequenz der Komponenten

Zusammenfassung Die Gliadine von 16 Weizensorten werden durch Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) an Octadecylkieselgel in etwa zehn Hauptkomponenten und zahlreiche Nebenkomponenten aufgetrennt. Eine Vortrennung der Gliadine durch HPLC an einem Molekularsieb erwies sich als nicht notwendig. Die Gliadinmuster der Weizensorten unterscheiden sich deutlich, wobei vor allem quantitative, aber auch qualitative Unterschiede auftreten. Die Aminosäurezusammensetzung der einzelnen Komponenten zeigt, daß-Gliadine mit ihren charakteristisch hohen Werten für Glx, Pro und Phe zuerst eluiert werden. Es folgen -Gliadine mit einem niedrigeren Gehalt an Pro, Phe und teilweise auch an Glx, sowie mit höheren Werten für die meisten übrigen Aminosauren. Zuletzt werden -Gliadine eluiert; im Vergleich zu -Gliadinen weisen sie durchschnittlich höhere Werte für Pro, Met, Phe und Lys und niedrigere Werte für Glx, Tyr und His auf. Die Bestimmung der N-terminalen Aminosäuresequenzen bestätigt die Existenz von nur drei Gliadin-Typen: -, - und -Gliadine. Innerhalb dieser Gruppen sind die Komponenten sehr ähnlich zusammengesetzt. Die geringfügi-gen Unterschiede sind offenbar durch Austausch, Einschub und/oder Auslassung einzelner Aminosauren in der Proteinkette bedingt.

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Supported by a grant from AIF     

Untersuchungen zum Abbau von Maillard-Reaktionsprodukten durch amylolytische Enzyme

Zusammenfassung Es wird der Einfluß von Amadori-Verbindungen (Fructosyl-, Maltulosyl- und Maltotriulosylglycin) auf die Aktivität der Enzyme -Glucosidase (ausSaccharomyces cerevisiae), Glucoamylase (ausAspergillus niger) und -Amylase (aus Schweinepankreas) untersucht. Fructosylglycin wird durch alle drei Enzyme nicht hydrolysiert. -Glucosidase hydrolysiert Maltulosylglycin um den Faktor 10 langsamer als Maltotriulosylglycin. Glucoamylase und -Amylase katalysieren dagegen nur die Spaltung von Maltotriulosylglycin, wobei Glucose und Maltulosylglycin gebildet werden. Die Aktivitäten der -Glucosidase und Glucoamylase werden durch die Amadori-Verbindungen Fructosyl- und Maltulosylglycin gehemmt. Diese Amadori-Verbindungen haben auf die -Amylaseaktivität keinen Einfluß. Für die Hemmung können elektronische Effekte bzw. Wechselwirkungen zwischen der sekundären Aminofunktion der Amadori-Verbindungen und der Carboxyl- bzw. der Carboxylatgruppe des aktiven Zentrums verantwortlich sein.

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Studies on the degradation of Maillard reaction products by amylolytic enzymes. 1. Reversible inhibition of - and glucoamylase as well as -glucosidase by oligosaccharide-Amadori-compounds

The influence of Amadori-compounds (fructosyl-, maltulosyl- and maltotriulosylglycin) on the activity of the enzymes -glucosidase (fromSaccharomyces cerevisiae), glucoamyläse (fromAspergillus niger) and -amylase (from porcine pancreas) was studied. Fructosylglycin was not hydrolyzed by all three enzymes. -Glucosidase hydrolyzes maltulosylglycin 10 times slower than maltotriulosylglycin. Glucoamylase and -amylase catalyze only the cleavage of maltotriulosylglycin to form glucose and maltulosylglycin. The activities of -glucosidase and glucoamyläse are inhibited through the Amadori-compounds fructosyl- and maltulosylglycin. These Amadori-compounds don't influence the activity of -amylase. Electronic effects or interactions between the secondary amino function of Amadori-compounds and the carboxyl- or carboxylate groups of active centres could be responsible for such an inhibition.

     

Olive fruit glycosidases: factors affecting their extraction

Summary The enzymes - and -galactosidase, -mannosidase, and -arabinosidase have been detected in olives during the process of development and ripening. The extraction of enzymes can be achieved at low ionic strength of the medium, which shows that these are not associated with the cell wall. High concentrations of salt strongly inhibited all the enzymes. Consistent determination of activity can be done using thep-nitrophenyl method without appreciable interference below a control absorbance of 0.8 units. However, significant interference was found above this value. The apparent optimum pH for the four enzymes was between 4.3 and 5.3 units. The optimum temperature for a incubation time of 15 min was 50 and 60° for - and -galactosidase, and 40 and 50°C for -mannosidase and -arabinosidase. The respective activation energies were estimated. All the enzymes possess a relativelyl high thermal stability, mannosidase and -galactosidase being slightly more stable than -galactosidase and -arabinosidase.

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Glykosidasen der Oliven: Die Extraktion beeinflussende Faktoren

Zusammenfassung Die Enzyme- und-Galaktosidase, -Mannosidase und -Arabinosidase wurden während der Entwicklung und Reifung der Oliven entdeckt. Die Extraktion der Enzyme wird bei niederer lonenstärke erreicht, was belegt, daß diese nicht mit der Zellwand verbunden sind. Hohe Salzkonzentrationen hemmen diese Enzyme stark. Aktivitätsbestimmungen können mit derp-Nitrophenyl-Methode ohne wesentliche Interferenzen bis unter die Kontrollabsorption von 0,8 Einheiten durchgeführt werden; jedoch wurden signifikante Unterschiede über diesen Wert gefunden. Der optimale pHWert für diese vier Enzyme war zwischen 4,3 und 5,3 Einheiten. Die optimale Temperatur bei einer Bebrütungszeit von 15 min war 50–60°C für die - und -Galaktosidase und 40–50°C für die -Mannosidase und Arabinosidase. Die jeweiligen Aktivierungsenergien wurden ebenfalls bestimmt. Alle Enzyme besitzen eine relativ hohe thermische Stabilität, wobei die -Mannosidase und die -Galaktosidase etwas stabiler als die -Galaktosidase und die -Arabinosidase sind.

     

Dinkel und Z:oliakie

Zusammenfassung Über Dinkel (Triticum spelta L.) liegen bezüglich sciner Wirkung auf Zöliakiekranke keine Untersuchungen vor. Da eine klinische Testung aus ethischen Gründen nicht in Betracht kommt, wurden Dinkel und Weichweizen (Triticum aestivum L.) in den für die Zöliakieauslösung relevanten N-terminalen Sequenzen der -Gliadine verglichen. Dazu wurden die Gliadinfraktionen der Dinkelsorten Roquin und Schwabenkorn sowie der Weichweizensorte Rektor durch RP-HPLC präparativ getrennt und dominierende -Gliadine N-terminal sequenziert. Innerhalb der ersten 25 Positionen war kein signifikanter Unterschied zwischen den Dinkel- und Weichweizensorten zu erkennen. Zur Erfassung der vom N-Terminus weiter entfernt liegenden Sequenzabschnitte wurden die Gliadinfraktionen der Dinkelsorten mit Pepsin und Trypsin hydrolysiert. Die Partialhydrolysate wurden nacheinander durch Gelpermeationschromatographie und RP-HPLC aufgetrennt. Die aus dem N-terminalen Bereich von -Gliadinen stammenden Peptide wurden mit Hilfe von Referenzpeptiden identifiziert, die in einer früheren Arbeit [diese Zeitschrift 194 229 (1992)] aus einem Gliadinhydrolysat von Weichweizen isoliert wurden. Übereinstimmende Retentionszeiten bei der HPLC und Aminosäurezusammensetzungen der entsprechenden Peptide weisen darauf hin, daß auch in einem längeren N-terminalen Abschnitt (Positionen 3–56) der -Gliadine von Dinkel und Weichweizen identische Sequenzen vorliegen. Es muß daher davon ausgegangen werden, daß auch Dinkel Zöliakie auslöst und von Zöliakiekranken gemieden werden muß.

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Spelt wheat and coeliac disease

Spelt wheat (Triticum spelta L.) has not been investigated for the toxicity on coeliac disease patients until now. Because clinical studies are out of considerations for ethical reasons, spelt wheat and coeliac-active bread wheat (Triticum aestivum L.) were compared by the analysis of N-terminal sequences of -gliadins, which have been proposed to be responsible for the toxic effect. The gliadin fractions of the spelt wheats Roquin and Schwabenkorn and of the bread wheat Rektor were preparatively separated by RP-HPLC and major -gliadin components were then compared by N-terminal sequence analysis. The results did not reveal any significant difference between spelt and bread wheats within the first 25 positions. For the determination of sequences further from the N-terminus, the gliadin fractions of the spelt wheats were hydrolyzed with pepsin and trypsin. The resulting peptides were successively separated by gel permeation chromatography and RP-HPLC. Those peptides derived from the N-terminal part of -gliadins were identified by reference peptides isolated previously from bread wheat [this journal 194: 229 (1992)]. Retention times upon RP-HPLC and amino acid compositions of corresponding peptides confirmed the identity of spelt and bread wheat concerning the N-terminal sequences of -gliadins from position 3 to 56. For these reasons, it can be concluded that spelt wheat is a coeliac-toxic cereal and has to be avoided by coeliac patients.

     

Organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in herring from the southern Baltic, 1983

Summary Hexachlorobenzene (HCB), -, -, - and -benzenehexachloride (BHC, HCH),p,p-DDE,o,p-DDD,o,p-DDT,p,p-DDD andp,p-DDT (DDT) and polychlorinated biphenyls (PCB) levels have been determined in muscle tissue of 187 herring (Clupea harengus) netted during 1983 in a different regions in the southern part of the Baltic Sea. The mean levels found for herring muscle tissue related to wet weight (g/kg) were: 14 HCB, 18 -BHC, 23 -BHC, 14 -BHC, -BHC remained undetected, 56 BHC, 115p,p-DDE,o,p-DDD ando,p-DDT remained undetected, 84p,p-DDD, 51p,p-DDT, 250 DDT and 530 PCB. The levels of organochlorine pesticides determined in wet muscles or extractable lipids of her ring are nearly 2–3 times as high as those noted in fish sampled in the same area in two years before, whilst for PCBs the wet weight levels were comparable, and when based on a lipid weight are somewhat higher. The results are compared with levels found in herring collected in different regions of the Baltic Sea during 1965–1983, and reported previously by other authors.

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Organochlorpesticide und polychlorierte Biphenyle in Hering aus der südlichen Ostsee, 1983

Zusammenfassung Hexachlorbenzol (HCB), -, -, -und -Benzolhexachlorid (BHC, HCH),p,p-DDE,o,p-DDD,o,p-DDT,p,p-DDD undp,p-DDT (DDT) und polychlorierte Biphenyle (PCB) wurde im Muskelgewebe von 187 Heringen (Clupea harengus) 1983 in verschiedenen Regionen der südlichen Ostsee mit Netz gefangen, bestimmt. Die mittleren gefundenen Mengen für das Muskelgewebe von Heringen, bezogen auf das Frischgewicht waren: 14 g/kg HCB, 18 g/kg -BHC, 23 g/kg -BHC, 14 g/kg -BHC, -BHC blieb unentdeckt, 56 g/kg -BHC, 115 g/kg p,p-DDE,o,p-DDD undo,p-DDT blieb unentdeckt, 84 gmg/kgp,p-DDD, 51 g/kgp,p-DDT, 250 g/kg -DDT und 530 gmg/kg PCB. Die Mengen für Organo-chlorpesticide in frischen Muscheln oder in den extrahierten Lipiden waren zwei- bis dreimal höher als die in den Jahren zuvor bestimmten, während die für PCB vergleichbar gewesen sind, und wenn sie auf die Fettmenge bezogen wurden, lagen sie etwas höher. Die Ergebnisse wurden verglichen mit den gefundenen in anderen Regionen der Ostsee während der Jahre 1965–1983 und mit denen anderer Autoren.

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Partially with financial support under grant PR-4 (Sea Fisheries Institute)     

Activity of glycosidases during development and ripening of olive fruit

Summary We have studied the activity of variousp-nitrophenyl-d-glycosidases during development and ripening of olive fruit in three seasons (1987–88, 1988–89, 1989–90). Activity was absent in the first phases of ripening but appeared in the completely developed fruit,-Galactosidase,-galactosidase,-mannosidase,-arabinosidase, and-xylosidase activities were detected and their relative molecular mass determined by gel filtration chromatography using Sephadex G-100. There is a temporal correlation between enzymatic activity and decrease in non-cellulosic cell-wall neutral sugar composition.

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Glycosidase-Aktivität während der Entwicklung und Reifung der Oliven

Zusammenfassung Es wurde die Aktivität von verschiedenenp-Nitrophenyl-d-glycosidasen während der Entwicklung und Reifung der Oliven in drei Jahren (1987–88; 1988–89, 1989–90) untersucht. Es wurde keine Aktivität in der voll entwickelten Frucht festgestellt. Es wurden die Aktivitäten-Galactosidase,-Galactosidase,-Mannosidase,-Arabinosidase und-Xylosidase entdeckt und ihre Molekularmassen durch Gelfiltration-Chromatographie mit Sephadex G-100 bestimmt. Es gibt eine zeitliche Wechselwirkung zwischen der enzymatischen Aktivität und der Abnahme in der Zuckerzusammensetzung in dem Nichtcellulose-Anteil der Zellwand.

     

Rapid determination of α-tocopherol in muscle and adipose tissues of pork

A fast, sensitive and reproducible method for the analysis of -tocopherol in pork tissues is presented. It combines saponification of the tissue and -tocopherol extraction in a single vessel, followed by HPLC separation and fluorescence detection. Added -tocopherol was recovered quantitatively. The reduction of lipid peroxides with potassium iodide before the saponification step did not alter the amounts of -tocopherol detected. Membranebound -tocopherol was not oxidized by lipid peroxides during the procedure. The coefficient of variation of -tocopherol analysed using this method was ±4.2% for muscle and ±2.5% for adipose tissues.

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Methode zur schnellen Bestimmung von -Tocopherol in Muskel- und Fettgeweben des Schweines

Zusammenfassung Es wird eine schnelle, empfindliche und reproduzierbare Methode zur Bestimmung von -Tocopherol im Schweinefleisch vorgestellt. Die Methode verbindet die Verseifung des Gewebes und die Extraktion in einem Gefäß. Nach HPLC-Abtrennung wird das -Tocopherol mit einem Fluoreszenzdetektor bestimmt. Zugesetztes -Tocopherol wurde quantitativ wiedergefunden. Die Reduktion der Lipidperoxide mit Kaliumjodid vor der Verseifung hatte keinen Einfluß auf die im Gewebe bestimmten -Tocopherolgehalte. Das membrangebundene -Tocopherol wird während der Bestimmung nicht durch Lipidperoxide oxidiert. Der Variationskoeffizient der Methode lag für Muskelgewebe bei ±4,2% und für Fettgewebe bei ±2,5%.