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化学改性对蛋白质性质的影响

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,酰化作用已被用于多种蛋白质的改性。酰化后的蛋白质分子表面电荷下降,多肽链伸展和空间结构改变,导致分子柔韧性提高,从而增加了蛋白质的溶解性、持水持油性、乳化性和发泡性,改善了蛋白产品的风味。磷酸化改性后,蛋白质中由于引进大量磷酸根基团,从而增加蛋白质体系的负电性,提高蛋白质分子间静电斥力,因而提高了溶解度。合成的糖基化蛋白在较低的离子强度或天然乳球蛋白的等电点pH仍表现出较高的溶解性。

化学改性对蛋白质性质的影响

(一)酰化

蛋白质的酰化作用是蛋白质分子的亲核基团(例如氨基或羟基)与酰化试剂中的亲电子基团(例如羰基)相互反应,而引入新功能基的过程。琥珀酸酐和乙酸酐是最常使用的酰化试剂。

目前,酰化作用已被用于多种蛋白质的改性。酰化后的蛋白质分子表面电荷下降,多肽链伸展和空间结构改变,导致分子柔韧性提高,从而增加了蛋白质的溶解性、持水持油性、乳化性和发泡性,改善了蛋白产品的风味。特定功能特性的改善程度取决于反应条件,尤其是酰化作用的类型和程度。乙酰化程度的提高,有效地“掩盖”了赖氨酸残基,使内部疏水性基团暴露,导致亚基分离。

(二)磷酸化作用

蛋白质的磷酸化作用是指无机磷酸与蛋白质上特定的氧原子丝氨酸苏氨酸、酪氨酸的—OH)或氮原子(赖氨酸的ε—氨基、组氨酸咪唑环的1,3位N、精氨酸的胍基末端N)形成—C—O—Pi或—C—N—Pi的酯化反应。常用的磷酸化试剂有磷酰氯(即三氯氧磷,POCl3)、五氧化二磷和多聚磷酸钠(STMP)等。磷酸化改性后,蛋白质中由于引进大量磷酸根基团,从而增加蛋白质体系的负电性,提高蛋白质分子间静电斥力,因而提高了溶解度。磷酸化改性蛋白由于负电荷的引入,大大降低了乳状液表面张力,使之更易形成乳状液滴,同时也增加液滴之间斥力,从而更易分散,因此改性蛋白乳化能力及乳化稳定性都有较大改善。(www.xing528.com)

(三)糖基化

碳水化合物共价键与蛋白质分子上的氨基(主要为赖氨酸的ε—氨基)或羧基相结合的化学反应(包括美拉德反应),称之为蛋白质的糖基化作用。这种方法,也被广泛用来提高蛋白质的功能特性。

Kitabatake等以葡萄糖酸或6-O-α半乳糖-D—葡萄糖酸作为糖基供体,在键合试剂存在的条件下对乳球蛋白的氨基进行了糖基化。合成的糖基化蛋白在较低的离子强度或天然乳球蛋白的等电点pH仍表现出较高的溶解性。同时,糖基化也提高了蛋白质的热稳定性。并且,随着糖基化程度的提高,糖基化蛋白质的功能特性也随之提高。Courthaudon等进一步以多种单糖或双糖作为糖基供体,对牛酪蛋白Lys的ɛ—氨基进行糖基化也发现,所有类型的糖基化蛋白于等电点pH范围的溶解性皆有提高,并且溶解能力取决于糖配基的类型和相对分子质量。糖配基相对分子质量越大,糖基化蛋白的溶解能力也越大。葡萄糖基化和半乳糖基化程度高的酪蛋白黏度也增加了。Kato将葡萄糖-6—磷酸通过美拉德反应而与卵清蛋白的自由氨基相连,导致卵清蛋白酸性提高,溶解性增强,抵抗热凝聚的作用提高。

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