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【Discovery Studio】应用同源建模和分子对接技术鉴定肌球蛋白中新的鲜味肽


渤海大学食品与工程学院励建荣课题组发表了关于运用Discovery Studio软件同源建模和分子对接模拟鉴定了5种提高鲜味的新多肽,该项工作于2020年11月在食品科技一区TOP期刊Food Chemistry (IF=9.23)上在线发表。

 

人有五种基本味觉,分别是酸、咸、甜、苦、鲜。鲜味是由鲜味成分通过与G蛋白偶联受体(GPCR)作用产生的。鲜味成分入口后首先与舌上皮味蕾、味细胞及味受体相互作用,产生味感,再由与味觉相关的7层跨膜型G蛋白偶联协同作用,刺激蛋白受体偶联系统变化,从而诱导细胞电位变化,促进味蕾中特异离子通道作用,将味觉信号经神经传导给大脑。而该GPCR就是在小鼠基因剔除实验中得到证实的T1R1/T1R3的二聚体结构。而T1R1亚基被认为是主要负责鲜味物质的鉴定,同时在结构域VFTD中发现了GluIMP等鲜味物质的结合位点。

 

虾夷扇贝是一种重要的海洋扇贝以鲜甜出名,作者首先通过在线网站使用胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶将虾夷扇贝肌球蛋白进行水解,得到747个多肽,并经过特异性氨基酸、结构、水溶性等筛选出70个多肽,其中8个已报道。由于缺少人源T1R1/T1R3的二聚体结构,作者通过DS2017MODELLER软件进行同源建模并做分子动力学优化,最终筛选出得分最高的模型对其进行拉式图和Verify 3D来验证模型可靠性。

 

作者使用DS2017CDOCKER软件将这62种鲜味多肽(包含22个已知鲜味肽)与T1R1进行分子对接,根据结合能表征鲜味强度。筛选出EE, EEE, QEEL, SAEQK4种已知鲜味肽和DK, EEK, EDQK, SEGGR, QDSIGS5种新鲜味肽。

 

 

作者将这5种新鲜味肽和已有的EEE和味精通过电子舌将测量到的电传感器信息转换为味觉信息从而将合成肽的味觉进行量化。结果表明,DKEEKEDQKSEGGRQDSIGS的鲜味强度均强于MSGEEE,其风味可称为鲜味。

 

通过Discovery Studio软件分子对接,这5种新鲜味肽均可以与T1R1受体形成氢键作用、静电作用、范德华力作用和疏水作用。经过比较发现静电相互作用和氢键通常是稳定鲜味肽和T1R1结合复合物的必要因素。且Arg151, Asp147, Gln52这三个氨基酸残基在5种新鲜味肽和T1R1结合中起到关键作用。

 

作者通过应用Discovery Studio软件进行同源建模、分子对接等模拟手段发现了虾夷扇贝使人感到鲜味的重要多肽,通过这种方法可以筛选和鉴定更多新的鲜味肽,并进一步分析不同鲜味肽与鲜味受体的相互作用机制。