Молочный белок млекопитающих
Κ-казеин или казеин каппа - это молочный белок млекопитающих, участвующий в нескольких важных физиологических процессах. В кишечнике проглоченный белок расщепляется на нерастворимый пептид (пара-каппа-казеин) и растворимый гидрофильный гликопептид (казеиномакропептид). Казеиномакропептид отвечает за повышение эффективности пищеварения, предотвращение гиперчувствительности новорожденных к потребляемым белкам и ингибирование патогенов желудка.
Содержание
- 1 Структура
- 2 Свертывание молока
- 3 Анализ FTC-Κ-казеина
- 4 Примечания
- 5 Источники
- 6 Внешние ссылки
Структура
Модель молекулярной поверхности K-казеина
Казеины представляют собой семейство фосфопротеинов (αS1, αS2, β, κ), составляющие почти 80% белков коровьего молока и образующие растворимые агрегаты, известны как «мицеллы казеина», в которых молекулы κ-казеина стабилизируют структуру. Существует несколько моделей, объясняющих особую конформацию казеина в мицеллах. Одна из них предполагает, что мицеллярное ядро образовано несколькими субмицеллами, периферия которых состоит из микроволн κ-казеина. Другая модель предполагает, что ядро образовано фибриллами, соединенными между собой казеином. Наконец, самая последняя модель предлагает двойную связь между казеинами, чтобы произошло гелеобразование. Все три модели рассматривают мицеллы как коллоидные частицы, образованные агрегатами казеина, заключенными в растворимые молекулы κ-казеина. Протеазы свертывания молока действуют на растворимую часть κ-казеина, вызывая таким образом нестабильное мицеллярное состояние, которое приводит к образованию сгустка.
Свертывание молока
В красно-синей связи Phe105-Met106 κ-казеина
Химозин (EC 3.4.23.4) является аспарагиновой протеазой, которая специфически гидролизует пептидную связь в Phe105-Met106 κ-казеина и считается наиболее эффективной протеаза для сыродельной промышленности. Однако существуют протеазы свертывания молока, способные расщеплять другие пептидные связи в цепи κ-казеина, такие как эндотиапепсин, продуцируемый Endothia parasitica. Существует также несколько протеаз свертывания молока, которые, будучи способными расщеплять связь Phe105-Met106 в молекуле κ-казеина, также расщепляют другие пептидные связи в других казеинах, например, производимых Cynara cardunculus или даже бычий химозин. Это позволяет производить различные сыры с различными реологическими и органолептическими свойствами.
Процесс свертывания молока состоит из трех основных фаз:
- Ферментативная деградация κ-казеина.
- Мицеллярная флокуляция.
- Образование геля.
Каждый этап следует другому кинетическому образцу, ограничивающим этапом свертывания молока является скорость разложения κ-казеина. На кинетический паттерн второго этапа процесса свертывания молока влияет кооперативный характер мицеллярной флокуляции, тогда как реологические свойства образующегося геля зависят от типа действия протеаз, типа молоко и закономерности протеолиза казеина. На общий процесс влияют несколько различных факторов, таких как pH или температура.
Обычный способ количественного определения данного фермента свертывания молока использует молоко в качестве субстрата и определяет время, прошедшее до появления молочных сгустков. Однако свертывание молока может происходить без участия ферментов из-за различий в физико-химических факторах, таких как низкий pH или высокая температура. Следовательно, это может привести к запутанным и невоспроизводимым результатам, особенно когда ферменты имеют низкую активность. В то же время классический метод недостаточно специфичен с точки зрения установления точного начала гелеобразования молока, так что определение участвующих ферментных единиц становится трудным и неясным. Кроме того, хотя сообщалось, что гидролиз κ-казеина следует типичной кинетике Михаэлиса-Ментен, его трудно определить с помощью классического анализа свертывания молока.
Чтобы преодолеть это, было предложено несколько альтернативных методов, таких как определение диаметра ореола в желированном с агаром молоке, колориметрическое измерение или определение скорости разложения казеина, предварительно помеченного либо радиоактивным индикатором, либо соединение флуорохрома. Все эти методы используют казеин в качестве субстрата для количественной оценки протеолитической активности или активности свертывания молока.
Анализ FTC-Κ-казеина
Флуоресцеина изотиоцианат
Κ-казеин, меченный флуорохромом флуоресцеинизотиоцианатом (FITC ) с получением тиокарбамоила флуоресцеина ( FTC ) производная. Этот субстрат используется для определения активности протеаз в отношении свертывания молока.
Метод FTC-κ-казеина обеспечивает точное и точное определение разложения κ-казеинолиза, первого шага в процессе свертывания молока. Этот метод является результатом модификации метода, описанного S.S. Twining (1984). Основная модификация заключалась в замене ранее использованного субстрата (казеин ) на -казеин, меченный флуорохромом флуоресцеинизотиоцианатом (FITC), с получением производного тиокарбамоила флуоресцеина (FTC). Это изменение позволяет количественно определять расщепленные молекулы -казеина более точным и специфическим образом, обнаруживая только те ферменты, которые способны расщеплять такие молекулы. Однако метод, описанный Twining (1984), был разработан для обнаружения протеолитической активности значительно большего числа ферментов. FTC-κ-казеин позволяет обнаруживать различные типы протеаз на уровнях, когда свертывание молока еще не наблюдается, демонстрируя его более высокую чувствительность по сравнению с используемыми в настоящее время процедурами анализа. Следовательно, метод может найти применение в качестве индикатора при очистке или характеристике новых ферментов свертывания молока.
Примечания
Ссылки
- Ageitos, J.M.; Vallejo, J.A.; Поза, М.; Вилла, T.G. (2006). «Анализ флуоресцеина тиокарбамоил-каппа-казеина для специфического тестирования протеаз свертывания молока». Журнал молочной науки. 89 (10): 3770–7. DOI : 10.3168 / jds.S0022-0302 (06) 72418-3. PMID 16960051.
- Карлсон, Альфред; Хилл, Чарльз G; Олсон, Норман Ф. (1987). «Кинетика коагуляции молока: I. Кинетика гидролиза каппа-казеина в присутствии дезактивации ферментов». Биотехнология и биоинженерия. 29 (5): 582–9. doi : 10.1002 / bit.260290507. PMID 18576489. S2CID 38359395.
- Карлсон, Альфред; Хилл, Чарльз Дж.; Олсон, Норман Ф. (1987). «Кинетика коагуляции молока: II. Кинетика вторичной фазы: флокуляция мицелл». Биотехнология и биоинженерия. 29 (5): 590–600. doi : 10.1002 / bit.260290508. PMID 18576490. S2CID 44397261.
- Кристен, Г.Л. (1987). «Быстрый метод измерения активности протеазы в молоке с использованием казеина с радиоактивной меткой». Журнал молочной науки. 70 (9): 1807–14. doi : 10.3168 / jds.S0022-0302 (87) 80218-7. PMID 3117854.
- Далглиш, Д.Г. (1998). «Мицеллы казеина как коллоиды: структура поверхности и стабильность». Журнал молочной науки. 81 (11): 3013–8. doi : 10.3168 / jds.S0022-0302 (98) 75865-5.
- Drøhse, Helle B.; Фольтманн, Бент (1989). «Специфичность ферментов свертывания молока в отношении κ-казеина крупного рогатого скота». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Структура белка и молекулярная энзимология. 995 (3): 221–4. DOI : 10.1016 / 0167-4838 (89) 90039-3. PMID 2495817.
- Esteves, C.L.C.; Lucey, J.A.; Wang, T.; Пирес, Э. (2003). «Влияние pH на гелеобразование гелей обезжиренного молока, изготовленных из растительных коагулянтов и химозина». Журнал молочной науки. 86 (8): 2558–67. DOI : 10.3168 / jds.S0022-0302 (03) 73850-8. PMID 12939079.
- Холт, К. (1992). «Структура и стабильность мицелл бычьего казеина». In Anfinsen, C.B.; Richards, Frederic M.; Эдсалл, Джон Т.; и другие. (ред.). Достижения в химии белков. Том 43. Достижения в химии белков. 43 . С. 63–151. DOI : 10.1016 / S0065-3233 (08) 60554-9. ISBN 978-0-12-034243-3. PMID 1442324.
- Хорн, Дэвид С. (1998). «Взаимодействие казеина: свет на черные ящики, структуру молочных продуктов». Международный молочный журнал. 8 (3): 171–7. doi : 10.1016 / S0958-6946 (98) 00040-5.
- Халл, М.Э. (1947). «Исследования белков молока. II. Колориметрическое определение частичного гидролиза белков молока». Журнал молочной науки. 30 (11): 881–4. doi : 10.3168 / jds.S0022-0302 (47) 92412-0.
- Кобаяши, Хидеюки (2004). «Полипоропепсин». В Barrett, Alan J.; Весснер, Дж. Фред; Роулингс, Нил Д. (ред.). Справочник по протеолитическим ферментам. С. 111–5. DOI : 10.1016 / B978-0-12-079611-3.50035-5. ISBN 978-0-12-079611-3.
- Кумосински, Т.Ф.; Brown, E.M.; Фаррелл, Х. (1993). «Трехмерное молекулярное моделирование казеинов крупного рогатого скота: уточненная, минимизированная по энергии структура κ-казеина». Журнал молочной науки. 76 (9): 2507–20. DOI : 10.3168 / jds.S0022-0302 (93) 77586-4. PMID 8227653.
- Люси, Дж. А. (2002). «Образование и физические свойства гелей молочного белка». Журнал молочной науки. 85 (2): 281–94. DOI : 10.3168 / jds.S0022-0302 (02) 74078-2. PMID 11913691.
- Lucey, J.A.; Johnson, M.E.; Хорн, Д.С. (2003). «Приглашенный обзор: перспективы на основе реологии и текстурных свойств сыра». Журнал молочной науки. 86 (9): 2725–43. DOI : 10.3168 / jds.S0022-0302 (03) 73869-7. PMID 14507008.
- Poza, M.; Sieiro, C.; Carreira, L.; Barros-Velázquez, J.; Вилла, Т. Г. (2003). «Производство и характеристика протеазы свертывания молока штамма Myxococcus xanthus 422». Журнал промышленной микробиологии и биотехнологии. 30 (12): 691–8. doi : 10.1007 / s10295-003-0100-y. PMID 14634834. S2CID 23067478.
- Rao, Mala B.; Tanksale, Aparna M.; Ghatge, Mohini S.; Дешпанде, Васанти В. (1998). «Молекулярные и биотехнологические аспекты микробных протеаз». Обзоры микробиологии и молекулярной биологии. 62 (3): 597–635. DOI : 10.1128 / MMBR.62.3.597-635.1998. PMC 98927. PMID 9729602.
- Silva, S.V.; Malcata, F.X. (2005). «Частичная идентификация водорастворимых пептидов, выделяемых на ранних стадиях протеолиза в стерилизованных овечьих сыроподобных системах: влияние типа коагулянта и закваски». Журнал молочной науки. 88 (6): 1947–54. DOI : 10.3168 / jds.S0022-0302 (05) 72870-8. PMID 15905424.
- Твининг, Салли С. (1984). «Анализ казеина, меченного флуоресцеином изотиоцианатом, на протеолитические ферменты». Аналитическая биохимия. 143 (1): 30–4. DOI : 10.1016 / 0003-2697 (84) 90553-0. PMID 6442109.
- Vasbinder, A.J.; Rollema, H.S.; Bot, A.; де Крюиф, К. (2003). «Механизм гелеобразования молока под влиянием температуры и pH; изучен с использованием трансглутаминазных поперечно-связанных мицелл казеина». Журнал молочной науки. 86 (5): 1556–63. DOI : 10.3168 / jds.S0022-0302 (03) 73741-2. PMID 12778566.
- Уолстра, Питер (1979). «Объем мицелл бычьего казеина и некоторые из его последствий». Журнал молочных исследований. 46 (2): 317–23. doi : 10.1017 / S0022029900017234. PMID 469060.
Внешние ссылки