PNAS：科學家發(fā)表甜菊糖分子機制可用于新型無熱量甜味劑

　　6月10日發(fā)表在《美國科學院院刊（PNAS）》上的一項研究，揭示了甜葉菊高強度甜味背后的分子機制，研究結(jié)果可用于設計新的無熱量產(chǎn)品，且不含任何不良余味。該研究由美國華盛頓大學圣路易斯分校領(lǐng)導。

　　盡管負責甜葉菊合成生化途徑中的基因和蛋白質(zhì)幾乎已完全為人所知，但根據(jù)這項新研究的作者稱，這是首次發(fā)表制造甜葉菊萊鮑迪甙A（RebA）蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，這是甜菊糖的主要成分。

 

　　該研究通訊作者、藝術(shù)與科學生物學教授Joseph Jez說：“如果有人患有糖尿病或肥胖，并且需要從他們的飲食中去除糖，那么可以轉(zhuǎn)向使用化學合成制成的人造甜味劑，如阿斯巴甜或糖精等，但所有這些都具有與糖無關(guān)的異味。當然一些人是有自己的健康問題。”

 

　　Jez教授繼續(xù)說道：“甜菊糖及其相關(guān)分子在植物中天然存在，比糖甜200多倍。它們在中美洲和南美洲已經(jīng)被消費了幾個世紀，對于消費者來說是安全的。許多大型食品和飲料公司都在展望未來，并計劃在未來幾年通過各種產(chǎn)品來降低糖和熱量，以滿足全球消費者的需求。”

 

　　研究人員通過X射線晶體學確定了RebA蛋白的結(jié)構(gòu)。他們的分析顯示了RebA是如何由一種關(guān)鍵的植物酶合成，以及這種高強度甜味所需的化學結(jié)構(gòu)是如何通過生物化學的方式構(gòu)建的。

　　圖片來源：PNAS

 

　　為了制造比單個葡萄糖分子甜200倍的東西，植物酶用三種特殊糖裝飾核心萜烯支架。然而，來自甜葉菊植物的這種超甜味道也會帶來不必要的味覺缺點。

 

　　Jez教授說：“對我來說，甜葉菊的甜味伴隨舔過的鋁箔味，許多消費者都會體驗到這種略帶金屬味的味道。”

 

　　這種味道是植物葉片中的主要分子所特有的，它們是甜菊甙和RebA，它們的化學結(jié)構(gòu)會觸及舌頭上的味覺受體，引發(fā)甜味，但它們也會觸及引發(fā)其他味道的味覺受體。

 

　　Jez教授說：“RebA在甜葉菊植物中含量豐富，是該植物生產(chǎn)的第一種產(chǎn)品，因為它很容易大量提純，我們就叫它‘甜菊糖1.0’吧。但在葉子里有其他相關(guān)的化合物，它們的結(jié)構(gòu)不同，且沒有余味，卻能發(fā)出甜味。那些就是‘甜菊葉2.0’。”

 

　　新發(fā)表的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)信息可有助于改善甜味劑。

 

　　Jez教授說：“我們可以利用RebA蛋白的快照來指導蛋白質(zhì)工程，以調(diào)整甜菊糖中糖的類型或模式。這可以用來探索‘甜’和‘惡心’之間的化學空間。在其他植物中也有一些分子，它們不是甜味劑，但能產(chǎn)生強烈的甜味。我們可以利用發(fā)現(xiàn)甜葉菊植物的信息來找到這些細節(jié)。”

 

　　論文鏈接：https://www.pnas.org/content/early/2019/06/05/1902104116