糖苷类黄酮-蛋白复合物的理化性质及相互作用机制研究

本研究基于糖苷类黄酮的不同糖基数目和糖苷键类型,分别选取槲皮素(Qu)、槲皮苷(Que,单糖苷)、芦丁(Ru,双糖苷);木犀草素(Lu)、异荭草苷(Iso,碳糖苷)、木犀草苷(Cyn,氧糖苷)为研究对象,采用多光谱学、显微技术、计算机模拟等技术研究糖苷类黄酮与动物蛋白-β-乳球蛋白(β-LG)和植物蛋白-豌豆蛋白(PP)的相互作用,从蛋白结构变化和相互作用机制的角度探求糖苷类黄酮-蛋白质复合物理化性质变化的规律。主要研究结果如下:(1)研究结果表明两组糖苷类黄酮均能提升PP和β-LG的起泡性能和乳化性能,且效果为Qu>Ru>Que,Lu>Iso>Cyn。Qu、Que、Ru的加入提升了PP的起泡性,但不利于PP的泡沫稳定性,显微镜观察发现复合物形成的泡沫变得更细腻、均匀,但泡沫壁厚度降低,且较快聚合崩溃;Qu、Que、Ru的加入同时提升β-LG的起泡能力和泡沫稳定性;Lu、Iso、Cyn的添加能同时改善PP和β-LG的起泡性和泡沫稳定性。两组糖苷类黄酮均能降低PP和β-LG的油水界面张力,显著改善两种蛋白质的乳化性和乳化稳定性。此外,与蛋白质结合可以保护自然条件储存的糖苷类黄酮的抗氧化能力。研究结果可为蛋白-糖苷类黄酮功能性食品开发提供理论依据。(2)采用荧光光谱和分子对接技术研究了不同糖基数目糖苷类黄酮Qu、Que、Ru与PP、β-LG的相互作用。研究结果表明这三种黄酮与蛋白结合作用力大小、蛋白结构变化程度均为Qu>Ru>Que。Qu-PP、Que-PP、Ru-PP、Qu-β-LG的主要相互作用力为氢键作用,Que-β点击此处-LG、Ru-β-LG的主要相互作用为疏水相互作用。Qu与蛋白结合能力最强,含双糖苷S63845分子式的Ru相较于含单糖苷的Que具有更多羟基,展现出更强的蛋白结合能力。Qu、Que、Ru与蛋白结合后,会使蛋白的最大荧光发射波长发生蓝移,蛋白的三级结构发生改变。圆二色谱结果表明蛋白二级结构由规则、紧密排列的α-螺旋转变为无序、松散的无规则卷曲结构。ANS荧光结果表明复合物表面疏水性下降。糖苷类黄酮与蛋白的相互作用是蛋白功能性质如起泡性能和乳化性能提升的关键原因。研究结果可为糖苷类黄酮改性蛋白提供理论依据。(3)荧光光谱和分子对接结果表明,不同糖苷键类型的糖苷类黄酮(Air medical transportLu、Iso、Cyn)与蛋白结合力大小、蛋白结构变化程度均为Lu>Iso>Cyn。其中,IsoPP、Cyn-PP、Lu-β-LG、Iso-β-LG、Cyn-β-LG的主要相互作用力为氢键作用,LuPP的主要相互作用力为疏水相互作用。Lu共平面性最好,与蛋白结合的能力最强,碳糖苷黄酮Iso相较于氧糖苷黄酮Cyn保留了活性羟基,能更好地与大分子蛋白结合。荧光光谱结合圆二色谱结果表明,蛋白质的三级结构、二级结构发生变化。分子模拟结果表明部分蛋白质表面疏水性氨基酸参与了蛋白质-糖苷类黄酮的相互作用,ANS荧光结果表明,三种糖苷类黄酮的加入使蛋白的表面疏水性降低。这些结构变化有助于蛋白质功能性质的提升。