包含EGCG的蛋白复合物构建及组分间相互作用机制研究

来源 :浙江工商大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kissall79
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为生命活动的主要承担者和执行者,蛋白质因其具有较高的营养价值和诸多的功能特性而被广泛用于食品体系。蛋白质的功能特性不仅仅是通过单个蛋白质发挥作用,也依赖于各种物质间的协同作用(如蛋白-蛋白、蛋白-多糖、蛋白-多酚等),这些相互作用会影响食品的风味、色泽、以及营养功能。玉米醇溶蛋白(Zein)和β-乳球蛋白(β-LG)是常见的两种天然蛋白质,它们均具有良好的生物可降解性和生物相容性,常被作为药物载体而被广泛研究。阿拉伯胶(GA)是一种两亲性多糖,有着复杂的分子结构。在食品工业中,因其具有良好的乳化性、增稠能力,以及低消化性而被广泛应用。表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)是茶多酚的主要组成成分,具有抗氧化、抗肿瘤等诸多优良功效。然而EGCG易受到环境因素的影响,性质不够稳定,导致其生物利用率不高,极大地限制了EGCG在食品和药品等领域的应用。如何从分子层面上揭示蛋白-蛋白、蛋白-小分子、以及蛋白-多糖-小分子之间的相互作用机制仍需进一步探究,从而为活性小分子载体的设计提供重要的理论基础。本文通过利用多光谱学结合分子动力学模拟等方法研究了玉米醇溶蛋白与β-乳球蛋白、两种蛋白与EGCG之间的相互作用机制;通过设计和构建玉米醇溶蛋白-阿拉伯胶复合体系对EGCG进行包载和保护,以期提高EGCG的包埋率和生物利用度。主要研究结论如下:(1)采用实验与分子动力学模拟相结合的方法研究了Zein与β-LG之间的相互作用机理。当β-LG与Zein的质量比由9:1逐渐变为2:8时,β-LG-Zein复合纳米颗粒的尺寸从69.5 nm增加到153.5 nm,并且该复合纳米颗粒在30 d内表现出良好的贮存稳定性。透射电子显微镜(TEM)表征发现当β-LG含量较高时,β-LG-Zein复合纳米颗粒分散的更均匀。傅里叶红外光谱(FTIR)和纳米粒子解离实验表明,氢键、疏水和静电相互作用在β-LG-Zein复合纳米颗粒的形成中起着重要作用。利用同源模建构建了Zein的结构模型,再通过分子对接得到了Zein-β-LG复合物的结构模型。分子动力学模拟结果表明,β-LG以Zein的P68和G88残基为支撑点,像夹子一样牢牢地夹住Zein,并且其结合自由能达到了-39.81 kcal/mol。此外,Zein中的关键残基V64、P65、P68、I69、G74、G75、G77、G88和β-LG中的关键残基P54、L103、A104在Zein和β-LG的结合中起到了重要的作用。(2)利用同源模建和分子对接方法构建了Zein和Zein-EGCG的模型,采用多光谱学和分子动力学模拟等方法研究了Zein与EGCG的结合机理。结果表明EGCG对Zein的猝灭以静态猝灭为主,且EGCG与Zein结合后,Zein的二级结构发生了轻微变化。紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段证实了Zein-EGCG复合物的形成。分子动力学模拟结果表明EGCG更倾向于结合在由残基Y171、Q174、L176和L205形成的Zein活性口袋中。静电作用和范德华作用在EGCG与Zein的结合中起到主导作用,这与FTIR和热力学分析的结果相一致。(3)pH值对β-LG的聚集状态有重要的影响,利用多光谱学和分子动力学模拟方法研究了pH调控的β-LG与EGCG的相互作用机制。UV-Vis中观察到吸光度的增加和最大波长的蓝移,证实了β-LG-EGCG复合物的形成。荧光数据发现在三种不同的pH(2.5、5.3和7)下,EGCG对β-LG的猝灭主要为静态猝灭,结合亲和力由高到低依次为pH 7(Ka=1.83×10~4)>pH 5.3(Ka=1.6×10~4)>pH 2.5(Ka=1.10×10~4),这与分子动力学模拟得到的结果相一致。FTIR和圆二色谱(CD)研究表明,EGCG与β-LG之间的相互作用使得β-LG的二级结构发生了轻微的变化。分子动力学模拟结果表明,在pH值为7(二聚体)和5.3(四聚体)时,EGCG的首选结合位点位于由两个I片层和α螺旋组成的结合口袋中。而在pH值为2.5(单体)时,由于β-LG封闭的β-桶状结构,EGCG的结合位点位于β-LG的外表面。(4)以Zein和GA为壁材,制备了Zein-GA复合纳米颗粒用于包载和保护EGCG,考查了Zein和GA的质量比对Zein-GA-EGCG复合纳米颗粒物理化学性质的影响。结果表明在所研究的质量比范围内(Zein:GA分别为5:1、3:1、2:1、1:1、2:3、1:2),复合纳米颗粒均能稳定存在;且当Zein和GA的质量比为1:1时,EGCG的包载率达到最大值75.23%。FTIR和XRD结果表明,EGCG、Zein和GA三者之间主要通过静电、氢键和疏水相互作用结合在一起形成Zein-GA-EGCG复合纳米颗粒。体外模拟消化实验表明Zein-GA-EGCG复合纳米颗粒对EGCG的缓释效果要优于Zein-EGCG纳米颗粒。利用Zein-GA复合纳米颗粒对EGCG进行包埋,可有效提高EGCG的包埋率,并实现其在模拟胃肠道中的缓释目的。
其他文献
目的 研究促甲状腺素(thyroid stimulating hormone,TSH)、甲状腺过氧化物酶抗体(thyroid peroxidase antibody,TPOAb)、促甲状腺素受体抗体(Thyrotropin receptor antibodies,TRAb)及抗甲状腺球蛋白抗体(anti-thyroglobulin antibodies,TG-Ab)等多种抗体检测对甲状腺疾病诊断的
期刊
目的:探讨使用舌下脱敏治疗儿童过敏性鼻炎的临床效果。方法:选取2017年1月至2018年12月在福建医科大学附属龙岩第一医院进行治疗的206例儿童过敏性鼻炎患儿,将其分为两组。观察组102例患儿使用舌下脱敏治疗,对照组104例患儿进行常规治疗,比较两组患儿在连续治疗3年后的治疗效果、鼻结膜炎生活质量量表(RQLQ)评分、不良反应、患儿出现复发的概率。结果:观察组患儿总有效率为90.54%,高于对照
期刊
冰晶重结晶是指冷冻食品储存和解冻过程中,其内部冰晶体积增大,冰晶总数目减少,冰晶形态发生变化的现象。冰晶重结晶会严重破坏冷冻食品的品质。最新研究表明抗冻蛋白及其模拟物的冰晶重结晶抑制(IRI)活性与其两亲结构密切相关。淀粉样蛋白纤维(APFs)是一种由天然蛋白质在特定条件下自组装形成的,二级结构富含β-折叠且空间结构高度有序、细长的超分子蛋白纤维。APFs拥有优良的界面活性,是一类两亲性材料。据此
学位
二甲双胍是治疗Ⅱ型糖尿病的药物,并兼有抗自由基、抗肿瘤等辅助功效。胰脂肪酶是界面酶,其结构的微扰会影响脂质的消化结果。课题组前期研究表明,盐酸胍、精氨酸等含胍基的化合物具有使消化酶解折叠的能力。由于二甲双胍也具有类似的结构特征,我们认为其或许也具有一定的使消化酶解折叠的能力,也会影响消化酶的功能。本研究以猪胰腺脂肪酶(PPL)为研究对象,着重考察盐酸二甲双胍对PPL的解折叠动力学过程及其对脂肪酶结
学位
近年来,诸如姜黄素、槲皮素等酚类水不溶性生物活性化合物的封装和递送越来越受到关注。常用的是将生物活性化合物或药物封装在由合成聚合物、天然聚合物(蛋白质和多糖)组成的载体中。这些生物活性化合物通常通过疏水相互作用与载体结合,因此具有更多疏水结构域的蛋白质非常适合作为载体。卵黄颗粒是由蛋黄通过简单的稀释离心获得的沉淀性蛋白质组分。卵黄颗粒营养丰富,且较于全蛋黄,其拥有更高的蛋白质含量及更低的脂质和胆固
学位
脂肪作为六大必需营养素之一,是人体能量的主要来源,我国营养学会建议膳食脂肪供给量不宜超过总能量的30%。过度摄入脂肪可能导致肥胖、心血管疾病、糖尿病等慢性疾病,已成为全球性的健康问题。抗性淀粉作为新型膳食纤维,在口腔、胃、小肠中不能被消化,而是在结肠中被发酵成具有益生元作用的短链脂肪酸。淀粉与疏水剂的酯化改性能提高抗性淀粉(RS)含量,还能赋予其乳化特性。辛烯基琥珀酸酐(OSA)、十二烯基琥珀酸酐
学位
如今耐药形势愈发严峻,沙门氏菌作为常见的食源性病原菌,对人类的健康造成了极大的威胁,急需寻找一种新型的治疗方法来代替传统的抗生素治疗。噬菌体疗法具有特异性强、自我增殖、安全、来源广泛等优点,是一种十分具有前景的生物防治技术。但通过口服噬菌体治疗肠道致病菌时,噬菌体易遭到胃酸破坏而失活。因此需要利用微囊化技术保护噬菌体,同时控制噬菌体在合适的部位释放。目前,对治疗肠道致病菌的噬菌体微胶囊的研究相对简
学位
变应原特异性免疫治疗(AIT)作为能够有效修正过敏性疾病自然病程的长期免疫治疗方法,在食物过敏脱敏治疗中展现出了非常好的的应用前景。但是目前AIT抗原利用率低、全身潜在副作用、免疫反应弱等局限性阻碍了它的发展。在AIT中,树突状细胞(DC)作为专职抗原呈递细胞,其成熟与分化对启动和激活T细胞的免疫应答具有深远的影响。近年来,光热治疗(PTT)被发现可以有效促进DC的激活和成熟分化,且具备时空可控的
学位
由于细菌的耐药性,使得抗生素对治疗越来越多的细菌感染变得越来越无效。目前已经发现了多种广谱耐药细菌,再加上不良的卫生条件和不良的食品保存以及耐药菌的快速传播,使抗生素治疗更加复杂化。由于细菌在抗生素的使用下,在生存斗争中逐渐产生可以靶向分解长期使用的抗生素的分解酶,从而产生耐药性,这说明传统类型的抗生素已经不适用于杀菌和治疗细菌感染。本论文结合了银离子和天然的壳聚糖衍生物两者的优异性能并通过制备表
学位
胃肠道靶向缓释体系是目前研究的热点,它能够实现营养物质或药物的保护以及在胃肠道缓慢释放、提高它们的生物利用度等功能。大豆分离蛋白是一种优良的植物蛋白,因其较好的功能特性、安全性等,被认为是具有潜力的壁材,可应用于制备水凝胶并实现其在胃肠道的缓释功能。然而,单独的大豆分离蛋白凝胶力学性能较差,作为递送载体仍旧存在不足,需要进一步的化学或物理改性。本文通过利用葡萄糖和葡聚糖与大豆分离蛋白进行糖基化反应
学位