第四節(jié) 蛋白質(zhì)工程在食品行業(yè)的應(yīng)用

第四節(jié)蛋白質(zhì)工程在食品中的應(yīng)用

蛋白質(zhì)工程自問世以來，短短十幾年的時(shí)間，已取得了引人矚目的進(jìn)展，在醫(yī)學(xué)和工業(yè)用酶方面也獲得了良好的應(yīng)用前景。提高蛋白的穩(wěn)定性包括以下幾個(gè)方面：①延長酶的半衰期；②提高酶的熱穩(wěn)定性；③延長藥用蛋白的保存期；④抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性喪失。

一、蛋白水解酶蛋白水解酶簡稱蛋白酶例如：枯草芽孢桿菌缺點(diǎn)：極易氧化而失活原因是第222位的甲硫氨酸殘基（Met-222）發(fā)生了90%的氧化，運(yùn)用基因定點(diǎn)誘變技術(shù)，運(yùn)用非野生型的氨基酸密碼取代Met-222密碼子，獲取一系列的突變基因，最終獲得19種不同的枯草桿菌蛋白酶突變株。通過檢測，Ala-222取代Met-222的突變蛋白酶抗氧化性得到大大的提高，制成的洗滌劑可以和漂白劑一起使用二、溶菌酶溶菌酶：天然的防腐劑，催化速率隨著溫度的升高而升高，因此提高酶的熱穩(wěn)定性能提高其應(yīng)用價(jià)值由一條肽鏈構(gòu)成，并在空間上折疊形成二個(gè)相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)域，酶活性中心位于二個(gè)結(jié)構(gòu)域之間。該酶分子在第97位和54位殘基上是兩個(gè)未形成二硫鍵的半胱氨酸由于二硫鍵是一種穩(wěn)定蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的重要共價(jià)化學(xué)鍵，有如建筑所用的鋼筋一樣，因而能將分子中的不同部位牢固地聯(lián)結(jié)在一起。因此，提高酶熱穩(wěn)定性最常用的辦法是在分子中增加一對(duì)或數(shù)對(duì)二硫鍵。

在高溫下Asn和Gln容易脫氨形成Asp和Glu，而導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的改變，使蛋白質(zhì)失去活性。對(duì)釀酒酵母的磷酸丙糖異構(gòu)酶進(jìn)行誘變改造。這種酶有兩個(gè)相同的亞基，每個(gè)亞基含有2個(gè)Asn，由于它們都位于亞基之間的界面上，可能對(duì)酶的熱穩(wěn)定性起決定性作用。通過寡核苷酸介導(dǎo)的定向誘變技術(shù)，將第14位和第78位上的2個(gè)Asn分別轉(zhuǎn)變成Thr(蘇氨酸)和Ile(異亮氨酸)殘基，大幅度提高突變酶的熱穩(wěn)定性。三、磷酸丙糖異構(gòu)酶四、

葡萄糖異構(gòu)酶-----改變酶的最適pH值條件

葡萄糖異構(gòu)酶最適pH為堿性，在80℃穩(wěn)定，而在堿性條件下，80℃時(shí)使高果糖漿焦化產(chǎn)生有害物質(zhì)，反應(yīng)只能在60℃進(jìn)行。采用盒式突變技術(shù)將葡萄糖異構(gòu)酶分子中酸性氨基酸(Glu或Asp)集中的區(qū)域置換為堿性氨基酸(Arg或Lys)，可使葡萄糖異構(gòu)酶的最適pH值變?yōu)樗嵝?，即可在高溫下進(jìn)行反應(yīng)五、胰蛋白酶----提高酶的催化專一性

胰蛋白酶極易自溶，經(jīng)層析分離后，會(huì)得到4個(gè)具有胰蛋白酶活性的片段。對(duì)Arg117自溶點(diǎn)進(jìn)行缺失突變，最終可得到穩(wěn)定的突變株。將酶分子