大分子拥挤环境下多糖对蛋白分子修饰及共价复合机制研究

本项目采用水溶液中Maillard反应生成蛋白质与多糖共价复合物(Protein-Polysaccharide Conjugates, PPC)，通过生命科学领域中的大分子拥挤效应概念，利用分子排斥容积理论探讨大分子拥挤环境下蛋白向与多糖共价结合的反应方向进行的科学意义，掌握PPC在该体系中的形成机制。采用色谱及光谱技术表征蛋白分子构型变化、多糖链与蛋白结合的位点，揭示多糖对蛋白分子修饰改善物性等基础科学问题。重点研究大分子拥挤环境下蛋白质在反应过程中更少发生蛋白聚集，探究蛋白分子构型变化导致与多糖共价复合反应的规律性认识。本研究将大分子拥挤环境作为生命科学领域具有特殊效能的反应介质应用于食品功能性大分子领域，打开了当前PPC的国内外研究瓶颈，具有重要的学术意义，并为PPC在食品以及医药行业的应用打下重要理论基础。

本项目采用水溶液中Maillard 反应生成蛋白质与多糖共价复合物(Protein-Polysaccharide Conjugates, PPC)，通过生命科学领域中的大分子拥挤效应概念，利用分子排斥容积理论探讨大分子拥挤环境下蛋白向与多糖共价结合的反应方向进行的科学意义，掌握PPC 在该体系中的形成机制。内容包括：（1）大分子拥挤环境下的Maillard反应体系构建：系统研究了不同反应条件对制备产物的影响，得出pH6. 5 的磷酸盐缓冲液中，反应物总浓度为 40%，60℃ 反应30h，SPI 与葡聚糖共价接枝效果最好，证实了大豆分离蛋白与葡聚糖之间发生共价结合，模拟出了大分子拥挤反应体系中的Maillard 反应路线模型。（2）大分子拥挤环境蛋白非聚集行为状态研究：通过分子量、形貌、大小、空间构象、表面电荷和表面疏水性等分析手段对蛋白质在大分子拥挤环境下的非聚集体行为进行系统的表征，印证了体系中蛋白以共价结合模式引入多糖，蛋白二级结构发生变化且微环境更加疏水等特征。（3）功能性PPC结构与功能性关系研究：建立分析蛋白及其蛋白－多糖共价复合物的分子表征（如活性区域）以及结构特征（空间二级以及三级结构），研究大分子拥挤环境中蛋白质分子的非聚集或少聚集行为特征，探讨多糖的键入使蛋白结构变化导致宏观功能性质改善的根本问题。本研究将大分子拥挤环境作为生命科学领域具有特殊效能的反应介质应用于食品功能性大分子领域，打开了当前PPC 的国内外研究瓶颈，具有重要的学术意义，并为PPC 在食品以及医药行业的应用打下重要理论基础。