食品体系中糖基化蛋白质结构的表征和检测方法综述

摘要

蛋白质和糖是食品的重要组分。在食品加工、贮运过程中,蛋白质分子中的氨基与还原糖的羰基很容易以共价键的形式相结合发生糖基化反应。美拉德式糖基化反应包括早期、中期和末期三个阶段。糖基化反应使得蛋白质分子主链或侧链发生修饰,改变蛋白质结构、静电荷和疏水性等,影响蛋白质主链和侧链基团的化学活性,进而改变蛋白质的理化功能性质,如改善乳化性、起泡性、凝胶性等功能性质,提高抗氧化性等营养特性,降低致敏性,增强抑菌性和贮藏特性等,在食品加工、贮运过程中非常普遍且有着重要意义。糖基化反应过程中引起的蛋白质结构变化是其营养、功能特性改变的重要原因。近年来,化学测定(自由氨基含量、表面疏水性测定等)、光谱(紫外、荧光、傅里叶变换红外光谱等)、色谱(圆二、分子排阻色谱等)、质谱[基质辅助激光解吸附离子化-飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、液相色谱-电喷雾串联质谱(LC-MS^(2))等]等多种技术手段被探索用于分析蛋白质糖基化反应过程中的结构变化规律,在糖基化反应机制研究及糖基化反应程度、产物营养功能性质调控等方面起了重要作用。尤其是轨道离子阱质谱(LC-Orbitrap-MS^(2))、傅里叶变换离子回旋共振质谱(LC-FTICR-MS^(2))、氢氘交换-傅里叶变换离子回旋共振质谱(HDX-FTICR-MS^(2))等技术的出现和成熟应用让糖基化位点研究更加深入,可以对各位点的糖分子连接数和糖基化取代程度进行定量分析,使得揭示蛋白质糖基化反应机制变为可能。对基于蛋白质糖基化反应程度、一级、二级、三级结构和官能团结构的表征和检测方法进行综述,旨在为蛋白质糖基化反应的深入研究和在食品加工中的应用提供参考。