Monellina

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Monellina
Struttura chimica
Struttura a raggi X di una singola catena di proteina Monellina.[1]
Gene
HUGO MNEI
Proteina
UniProt P02882
PDB 2O9U

La monellina è una proteina dolce che è stata scoperta nel 1969 nel frutto di un arbusto dell’Africa occidentale, Dioscoreophyllum cumminsii, conosciuto con il nome bacca della serendipità; all’inizio era stata considerata un carboidrato.[2] È stata chiamata così nel 1972 dalla denominazione del Monell Chemical Senses Center di Filadelfia (Pennsylvania), USA, dove è stata isolata e classificata.[3]


Composizione della proteina[modifica | modifica wikitesto]

Le proteine dolcificanti scoperte sono: Monellina (1969), Taumatina (1972), Pentadina (1989), Mabinlina (1983) e Brazzeina (1994).[4] Il peso molecolare è 10.7 kDa. Ha due catene associate di polipeptidi noncovalenti: una catena A con sequenza di amminoacidi residui 44, e una catena B con 50 residui.[3][5]

Monellina catena A (44 AA):
REIKGYEYQL YVYASDKLFR ADISEDYKTR GRKLLRFNGP VPPP
Monellina catena B (50 AA):
GEWEIIDIGP FTQNLGKFAV DEENKIGQYG RLTFNKVIRP CMKKTIYEEN

Sequenza di amminoacidi della proteina Monellina adattata al Swiss-Prot biological database of protein.[6][7]

La Monellina ha una struttura secondaria consistente in 5 filoni beta che formano un foglio beta antiparallelo e 17 eliche residue alpha.[1]

Nella forma naturale, è composta da due catene (A e B, di 44 e 50 amminoacidi), ma non è stabile alle alte temperature o agli ambienti fortemente acidi.[1] To enhance its stability, single-chain monellin proteins were created in which the two natural chains are joined via a Gly-Phe dipeptide linker.[1] Questa modificazione della proteina (MNEI) è stata studiata usando NMR e raggi X.

L'immagine della proteina mostra la struttura ai raggi X con risoluzione 1.15 ångström.[1] The high resolution used to obtain the structure provided a more detailed look at monellin and its properties than previously possible.[1]

In aggiunta alla struttura secondaria, quattro legami ionici stabili sono disposti sulla proteina, tre sulla faccia concava e uno sulla faccia convessa.[1] The sulfate ion on the convex face of the protein is of particular interest because it lies adjacent to a patch of positive surface potential, which may be important in electrostatic interactions with the negative T1R2-T1R3 sweet taste protein receptor.[1]

Proprietà dolcificanti[modifica | modifica wikitesto]

La monellina è percepita di sapore dolce dall’uomo e da alcuni primati, ma non dagli altri mammiferi.[1] È stato riportato che è 1.500 – 2.000 volte più dolce di una soluzione al 7% di saccarosio, in base al peso.[8][9] [10] Ha un lento onset e un retrogusto prolungato.[11] La dolcezza della monellina è pH-dipendente; è priva di gusto sotto pH 2 e sopra pH 9. Il calore, oltre i 50° a un pH basso, denatura la monellina causando una riduzione della dolcezza.[12][12]

Uso come dolcificante[modifica | modifica wikitesto]

La monellina può essere usata come dolcificante in alcuni cibi e bevande poiché è prontamente solubile in acqua per le sue proprietà idrofile. Però ha delle limitazioni perché si denatura alle alte temperature rendendola inadatta per i cibi elaborati. Può essere importante come dolcificante non carboidrato, specialmente per i soggetti diabetici che devono controllare il loro consumo di zuccheri.[1] Però la monellina si estrae dal frutto con un alto costo, e la pianta è difficile da coltivare. Quindi la produzione alternativa, come la sintesi chimica e con i microrganismi, è allo studio. Ad esempio, è stata prodotta con successo dal lievito di Candida utilis e sintetizzata con metodo solid-phase.[13] La monellina sintetizzata dal lievito è stata calcolata essere 4.000 volte più dolce del saccarosio, comparata con una soluzione allo 0,6 %.[14] Questioni legali sono il principale ostacolo nella diffusione come dolcificante poiché la monellina non ha status legale nell'Unione europea e negli USA. È approvata in Giappone come additivo innocuo (JETRO).

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b c d e f g h i j PDB 2O9U; Hobbs JR, Munger SD, Conn GL, Monellin (MNEI) at 1.15 A resolution in Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun., vol. 63, Pt 3, marzo 2007, pp. 162–7, DOI:10.1107/S1744309107005271, PMC 2330190, PMID 17329805.
  2. ^ GE Inglett, JF May. Serendipity berries - Source of a new intense sweetener. J Food Sci 1969, 34:408-411.
  3. ^ a b Morris JA, Martenson R, Deibler G, Cagan RH, Characterization of monellin, a protein that tastes sweet in J. Biol. Chem., vol. 248, nº 2, gennaio 1973, pp. 534–9, PMID 4684691.
  4. ^ Biopolymers. Volume 8. Polyamides and Complex Proteinaceous Materials II. Sweet-tasting Proteins. I Faus and H Sisniega. p203-209. 2004. Eds. Wiley-VCH. ISBN 3-527-30223-9.
  5. ^ Ogata C, Hatada M, Tomlinson G, Shin WC, Kim SH, Crystal structure of the intensely sweet protein monellin in Nature, vol. 328, nº 6132, 1987, pp. 739–42, DOI:10.1038/328739a0, PMID 3614382.
  6. ^ UniProtKB/Swiss-Prot database entry #P02881
  7. ^ UniProtKB/Swiss-Prot database entry #P02882
  8. ^ Kim NC, Kinghorn AD, Highly sweet compounds of plant origin in Arch. Pharm. Res., vol. 25, nº 6, dicembre 2002, pp. 725–46, DOI:10.1007/BF02976987, PMID 12510821.
  9. ^ Gelardi, Robert C.; Nabors, Lyn O'Brien, Alternative sweeteners, New York, M. Dekker, 1991, ISBN 0-8247-8475-8.
  10. ^ AD kinghorn and CM Compadre. Less common high-potency sweeteners. In Alternative Sweeteners: Second Edition, Revised and Expanded, L O'Brien Nabors,Ed., New York, 1991. ISBN 0-8247-8475-8.
  11. ^ US patent reference number = 4122205, anno 1978, Burge MLE, Nechutny Z, Sweetening compositions containing protein sweeteners
  12. ^ a b Nabors, Lyn O'Brien; Lyn O'Brien-Nabors, Alternative sweeteners / edited by Lyn O'Brien Nabors, New York, N.Y, Marcel Dekker, 2001, ISBN 0-8247-0437-1.
  13. ^ XL Zhang, T Ito, K Kondo, T Kobayashi and H Honda. Production of single chain recombinant monellin by high cell density culture of genetically engineered Candida utilis using limited feeding of sodium ions. Journal of Chemical Engineering of Japan 2002. 35: 654-659.
  14. ^ M Kohmura, T Mizukoshi, N Nio, EI Suzuki and Y Ariyoshi. Structure–taste relationships of the sweet protein monellin. Pure Appl. Chem., Vol. 74, 1235-1242, 2002.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]