La monelina , una proteína dulce , se descubrió en 1969 en el fruto del arbusto de África occidental conocido como baya de la serendipia ( Dioscoreophyllum cumminsii ); se informó por primera vez como un carbohidrato . [2] La proteína fue nombrada en 1972 por el Monell Chemical Senses Center en Filadelfia , EE. UU., Donde fue aislada y caracterizada. [3]
Cadena Monellin B | ||||||
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Identificadores | ||||||
Organismo | ||||||
Símbolo | MonB | |||||
PDB | 2O9U | |||||
UniProt | P02882 | |||||
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Cadena Monellin A | ||||||
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Identificadores | ||||||
Organismo | ||||||
Símbolo | MonA | |||||
PDB | 1IV7 | |||||
UniProt | P02881 | |||||
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Monellin | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
Símbolo | Monellin | |||||||
Pfam | PF09200 | |||||||
InterPro | IPR015283 | |||||||
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Composición proteica
El peso molecular de Monellin es de 10,7 kDa . Tiene dos cadenas polipeptídicas asociadas no covalentemente: una secuencia de cadena A con 44 residuos de aminoácidos y una cadena B con 50 residuos. [3] [4]
Cadena de monelina A (44 AA):
REIKGYEYQL YVYASDKLFR ADISEDYKTR GRKLLRFNGP
VPPP Cadena de monelina B (50 AA):
GEWEIIDIGP FTQNLGKFAV DEENKIGQYG RLTFNKVIRP CMKKTIYEENSecuencia de aminoácidos de la proteína dulce monelina adaptada de la base de datos biológica de proteínas Swiss-Prot. [5] [6]
Monellin tiene una estructura secundaria que consta de cinco cadenas beta que forman una hoja beta antiparalela y una hélice alfa de 17 residuos. [1]
En su forma natural, la monelina se compone de las dos cadenas que se muestran arriba ( PDB : 3MON ), pero la proteína es inestable a altas temperaturas o en extremos de pH. [1] Para mejorar su estabilidad, se crearon proteínas monocatenarias de monelina en las que las dos cadenas naturales se unen mediante un enlazador dipéptido Gly-Phe. [1] Esta versión modificada de la proteína (MNEI) se ha estudiado mediante RMN y difracción de rayos X.
Además de su estructura secundaria, cuatro iones sulfato unidos de manera estable se ubicaron en la proteína monelina, tres en la cara cóncava de la proteína y uno en la cara convexa de la proteína. [1] El ion sulfato en la cara convexa de la proteína es de particular interés porque se encuentra adyacente a un parche de potencial de superficie positivo, que puede ser importante en las interacciones electrostáticas con el receptor de proteína de sabor dulce T1R2-T1R3 negativo. [1]
Propiedades de dulzor
La monellina es percibida como dulce por los humanos y algunos primates del Viejo Mundo, pero no es la preferida por otros mamíferos. [1] La dulzura relativa de la monelina varía de 800 a 2000 veces más dulce que la sacarosa, dependiendo de la referencia dulce con la que se evalúe. Se informa que es 1500-2000 veces más dulce que una solución de sacarosa al 7% en peso [7] [8] [9] y 800 veces más dulce que la sacarosa en comparación con una solución de sacarosa al 5% en peso. [10]
Monellin tiene un inicio lento de dulzor y un regusto persistente. Como la miraculina , la dulzura de la monelina depende del pH; la proteína es insípida por debajo de pH 2 y por encima de pH 9. Mezclar la proteína dulce con edulcorantes a granel y / o intensos reduce la dulzura persistente y muestra un efecto dulce sinérgico. [11] El
calor por encima de 50 ° C a pH bajo desnaturaliza las proteínas monelinas, provocando una pérdida del dulzor. [11]
Hasta ahora, se han reportado cinco proteínas dulces de alta intensidad: monellina (1969), taumatina (1972), pentadina (1989), mabinlin (1983) y brazzeína (1994). [12]
Como edulcorante
La monelina puede ser útil para endulzar algunos alimentos y bebidas, ya que es una proteína fácilmente soluble en agua debido a sus propiedades hidrófilas. Sin embargo, puede tener una aplicación limitada porque se desnaturaliza en condiciones de alta temperatura, lo que lo hace inadecuado para alimentos procesados. Puede ser relevante como edulcorante de mesa sin carbohidratos, especialmente para personas como los diabéticos que deben controlar su ingesta de azúcar. [1]
Además, la monelina es costosa de extraer de la fruta y la planta es difícil de cultivar. Se está investigando la producción alternativa, como la síntesis química y la expresión en microorganismos . Por ejemplo, la monelina se ha expresado con éxito en levadura ( Candida utilis ) [13] y se ha sintetizado mediante el método de fase sólida. [14] Se descubrió que la monelina sintética producida por la levadura era 4000 veces más dulce que la sacarosa en comparación con una solución de azúcar al 0,6%.
Las cuestiones legales son la principal barrera en su uso generalizado como edulcorante, ya que la monelina no tiene estatus legal en la Unión Europea ni en los Estados Unidos . Sin embargo, está aprobado en Japón como aditivo inofensivo , según la Lista de aditivos alimentarios existentes emitida por el Ministerio de Salud y Bienestar (publicada en inglés por JETRO ).
Ver también
- Curculina
- Taumatina
- Miraculina
- Stevia
Referencias
- ^ a b c d e f g h PDB : 2O9U ; Hobbs JR, Munger SD, Conn GL (marzo de 2007). "Monellin (MNEI) a 1,15 A resolución" . Acta Crystallographica Sección F . 63 (Pt 3): 162–7. doi : 10.1107 / S1744309107005271 . PMC 2330190 . PMID 17329805 .
- ^ GE Inglett, JF mayo. Bayas de Serendipity - Fuente de un nuevo edulcorante intenso. J Food Sci 1969, 34: 408-411.
- ^ a b Morris JA, Martenson R, Deibler G, Cagan RH (enero de 1973). "Caracterización de la monelina, una proteína de sabor dulce" . J. Biol. Chem . 248 (2): 534–9. PMID 4684691 .
- ^ Ogata C, Hatada M, Tomlinson G, Shin WC, Kim SH (1987). "Estructura cristalina de la proteína monelina intensamente dulce". Naturaleza . 328 (6132): 739–42. doi : 10.1038 / 328739a0 . PMID 3614382 .
- ^ Entrada de la base de datos UniProtKB / Swiss-Prot # P02881
- ^ Entrada de la base de datos UniProtKB / Swiss-Prot # P02882
- ^ Kim NC, Kinghorn AD (diciembre de 2002). "Compuestos de origen vegetal muy dulces". Arco. Pharm. Res . 25 (6): 725–46. doi : 10.1007 / BF02976987 . PMID 12510821 .
- ^ Gelardi, Robert C .; Nabors, Lyn O'Brien (1991). Edulcorantes alternativos . Nueva York: M. Dekker. ISBN 0-8247-8475-8.
- ^ AD kinghorn y CM Compadre. Edulcorantes de alta potencia menos comunes. En Alternative Sweeteners: Second Edition, Revised and Expanded, L O'Brien Nabors, Ed., Nueva York, 1991. ISBN 0-8247-8475-8 .
- ^ Patente estadounidense 4122205 , Burge MLE, Nechutny Z, "Composiciones edulcorantes que contienen edulcorantes proteicos", expedida el 24 de octubre de 1978
- ^ a b Nabors, Lyn O'Brien; Lyn O'Brien-Nabors (2001). Edulcorantes alternativos / editado por Lyn O'Brien Nabors . Nueva York, NY: Marcel Dekker. ISBN 0-8247-0437-1.
- ^ Biopolímeros. Volumen 8. Poliamidas y materiales proteicos complejos II. Proteínas de sabor dulce. Yo Faus y H Sisniega. p203-209. 2004. Eds. Wiley-VCH.ISBN 3-527-30223-9 .
- ^ XL Zhang, T Ito, K Kondo, T Kobayashi y H Honda. Producción de monelina recombinante monocatenaria mediante cultivo de alta densidad celular de Candida utilis modificada genéticamente utilizando una alimentación limitada de iones de sodio. Journal of Chemical Engineering of Japan 2002. 35: 654-659.
- ^ M Kohmura, T Mizukoshi, N Nio, EI Suzuki y Y Ariyoshi. Relaciones estructura-sabor de la proteína dulce monelina. Pure Appl. Chem., Vol. 74, 1235-1242, 2002.
enlaces externos
- Medios relacionados con Monellin en Wikimedia Commons
- Monellin , molécula PDB del mes
- Descripción general de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P02881 (cadena A de Monellin) en el PDBe-KB .
- Descripción general de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P02882 (cadena B de Monellin) en el PDBe-KB .