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莫内林

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莫内林 B 链
经过工程改造的单链莫内林蛋白质的X射线晶体结构。[1]
标识
生物 Dioscoreophyllum cumminsii
符号 MonB
PDB 2O9U
UniProt P02882
其他数据
莫内林 A 链
标识
生物 Dioscoreophyllum cumminsii
符号 MonA
PDB 1IV7
UniProt P02881
其他数据
莫内林
鑑定
標誌莫内林
PfamPF09200（旧版）
InterPro（英语：InterPro）IPR015283

莫内林（英語：Monellin），又称应乐果甜蛋白，是一种甜味蛋白质，于1969年从西非灌木“奇迹果”（Dioscoreophyllum cumminsii）的果实中发现；它最初被报道为一种碳水化合物。[2] 这种蛋白质于1972年以美国费城的莫内尔化学感官中心命名，该中心对其进行了分离和鉴定。[3]

蛋白质组成

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莫内林的化学式为[4][5]：C513H788O146N134S2[6]，分子量为11.2 千道尔顿（kDa）。它由两条非共价结合的多肽链组成：一条含44个氨基酸残基的A链，以及一条含50个残基的B链。[3][7]

莫内林A链（44个氨基酸）：
REIKGYEYQL YVYASDKLFR ADISEDYKTR GRKLLRFNGP VPPP
莫内林B链（50个氨基酸）：
GEWEIIDIGP FTQNLGKFAV DEENKIGQYG RLTFNKVIRP CMKKTIYEEN
甜味蛋白莫内林的氨基酸序列改编自Swiss-Prot蛋白质生物数据库。[8][9]

莫内林具有由五个β-折叠组成的二级结构，这些折叠形成一个反平行β-片层和一个17个残基的α-螺旋。[1] 在其天然形式中，莫内林由上面所示的两条链组成（PDB 3MON），但该蛋白质在高温或极端pH值下不稳定。[1] 为了增强其稳定性，研究人员创建了单链莫内林蛋白质，其中两条天然链通过一个Gly-Phe二肽接头连接。[1] 这种修饰后的蛋白质（MNEI）已通过核磁共振（NMR）和X射线衍射进行研究。 除了其二级结构外，莫内林蛋白质上还发现了四个稳定结合的硫酸根离子，其中三个位于蛋白质的凹面上，一个位于凸面上。[1] 蛋白质凸面上的硫酸根离子特别受关注，因为它紧邻一块正电荷表面电位区域，这可能在与负电荷的T1R2-T1R3甜味味觉蛋白质受体进行静电相互作用中很重要。[1] 甜味特性 莫内林被人类和一些旧世界灵长类动物感知为甜味，但其他哺乳动物并不喜欢。[1] 莫内林的相对甜度因评估时所参照的甜味剂不同而异，是蔗糖的800到2000倍。据报道，按重量计算，它比7%的蔗糖溶液甜1500-2000倍[10][11][12]；而与5%的蔗糖溶液相比，按重量计算则甜800倍。[13] 莫内林的甜味 onset 较慢，并带有持久的余味。像神秘果素（miraculin）一样，莫内林的甜度也取决于pH值；该蛋白质在pH值低于2和高于9时没有甜味。将这种甜味蛋白质与填充剂和/或强力甜味剂混合可以减少持久的甜味，并显示出协同增甜效果。[14]
在低pH值下加热超过50°C会导致莫内林蛋白质变性，从而失去甜味。[14] 到目前为止，已报道了五种高强度甜味蛋白质：莫内林（1969年）、奇果素（thaumatin）（1972年）、彭塔定（pentadin）（1989年）、马宾林（mabinlin）（1983年）和布拉泽因（brazzein）（1994年）。[15] 作为甜味剂 莫内林可用于甜味化某些食品和饮料，因为它是一种易溶于水的蛋白质，具有亲水性。然而，它的应用可能有限，因为它在高温条件下会变性，使其不适用于加工食品。它可能适合作为非碳水化合物餐桌甜味剂，特别是对于需要控制糖摄入的糖尿病患者等。[1]
此外，莫内林从果实中提取成本高昂，且这种植物难以种植。目前正在研究替代生产方法，例如化学合成和在微生物中表达。例如，莫内林已成功在酵母（Candida utilis）中表达[16]并通过固相法合成。[17] 通过酵母生产的合成莫内林被发现比0.6%的糖溶液甜4000倍。 法律问题是其作为甜味剂广泛使用的主要障碍，因为莫内林在欧盟或美国没有合法地位。然而，它在日本被批准为一种无害的食品添加剂，根据日本厚生劳动省发布的现有食品添加剂清单（由JETRO以英文发布）。

参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 PDB 2O9U; Hobbs JR, Munger SD, Conn GL. Monellin (MNEI) at 1.15 A resolution. Acta Crystallographica Section F. March 2007, 63 (Pt 3): 162–7. PMC 2330190 可免费查阅. PMID 17329805. doi:10.1107/S1744309107005271. 
  2. ^ GE Inglett, JF May. Serendipity berries - Source of a new intense sweetener. J Food Sci 1969, 34:408-411.
  3. ^ 3.0 3.1 Morris JA, Martenson R, Deibler G, Cagan RH. Characterization of monellin, a protein that tastes sweet. J. Biol. Chem. January 1973, 248 (2): 534–9. PMID 4684691. doi:10.1016/S0021-9258(19)44407-4 可免费查阅. 
  4. ^ Expasy - ProtParam. web.expasy.org. [2025-06-06]. 
  5. ^ Expasy - ProtParam. web.expasy.org. [2025-06-06]. 
  6. ^ UniProt. UniProt. [2025-06-06]. （原始内容存档于2025-01-18） （英语）. 
  7. ^ Ogata C, Hatada M, Tomlinson G, Shin WC, Kim SH. Crystal structure of the intensely sweet protein monellin. Nature. 1987, 328 (6132): 739–42. Bibcode:1987Natur.328..739O. PMID 3614382. S2CID 4323370. doi:10.1038/328739a0. 
  8. ^ [[suspicious link removed] UniProtKB/Swiss-Prot database entry #P02881]
  9. ^ [[suspicious link removed] UniProtKB/Swiss-Prot database entry #P02882]
  10. ^ Kim NC, Kinghorn AD. Highly sweet compounds of plant origin. Arch. Pharm. Res. December 2002, 25 (6): 725–46. PMID 12510821. S2CID 2265958. doi:10.1007/BF02976987. 
  11. ^ Gelardi, Robert C.; Nabors, Lyn O'Brien. Alternative sweeteners. New York: M. Dekker. 1991. ISBN 0-8247-8475-8. 
  12. ^ 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.
  13. ^ 美国专利4122205 (PDF 版本)（于1978年10月24日注册）Burge MLE, Nechutny Z——Sweetening compositions containing protein sweeteners。 
  14. ^ 14.0 14.1 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. 
  15. ^ Biopolymers. Volume 8. Polyamides and Complex Proteinaceous Materials II. Sweet-tasting Proteins. I Faus and H Sisniega. p203-209. 2004. Eds. Wiley-VCH. （页面存档备份，存于互联网档案馆） ISBN 3-527-30223-9.
  16. ^ 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.
  17. ^ 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.

外部链接

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*  维基共享资源上的相關多媒體資源：莫内林
* 莫内林，PDB每月分子
* PDB中UniProt可用的所有結構信息之概述：P02881 (莫内林A链) 在PDBe-KB（英语：PDBe-KB）。
* PDB中UniProt可用的所有結構信息之概述：P02882 (莫内林B链) 在PDBe-KB（英语：PDBe-KB）。
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