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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。