モネリン
モネリン鎖B
人工的に合成された単鎖モネリンタンパク質のX線結晶構造。[ 1 ]
識別子
生物ディオスコレオフィラム・クミンシー
シンボルモンB
PDB2O9U
ユニプロットP02882
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構造スイスモデル
ドメインインタープロ
モネリン鎖A
識別子
生物ディオスコレオフィラム・クミンシー
シンボルモナ
PDB1IV7
ユニプロットP02881
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構造スイスモデル
ドメインインタープロ
モネリン
識別子
シンボルモネリン
ファムPF09200
インタープロIPR015283
利用可能なタンパク質構造:
PDB  IPR015283 PF09200 ( ECOD ; PDBsum )  
アルファフォールド

甘味タンパク質であるモネリンは、 1969年に西アフリカの低木であるセレンディピティベリー（Dioscoreophyllum cumminsii）の果実から発見され、最初は炭水化物として報告されました。[ 2 ]このタンパク質は、単離・分析された米国フィラデルフィアのモネル化学感覚センターにちなんで、1972年に命名されました。[ 3 ]

タンパク質組成

モネリンの分子量は10.7 kDaです。モネリンは非共有結合した2つのポリペプチド鎖を有し、44個のアミノ酸残基からなるA鎖と50個のアミノ酸残基からなるB鎖で構成されています。[ 3 ] [ 4 ]

モネリン チェーン A (44 AA): REIKGYEYQL YVYASDKLFR ADISEDYKTR GRKLLRFNGP VPPP モネリン チェーン B (50 AA): GEWEIIDIGP FTQNLGKFAV DEENKIGQYG RLTFNKVIRP CMKKTIYEEN

甘味タンパク質モネリンのアミノ酸配列は、Swiss-Protタンパク質生物学データベースから改変された。[ 5 ] [ 6 ]

モネリンは、反平行βシートと17残基のαヘリックスを形成する5つのβストランドからなる二次構造を有する。[ 1 ]

天然のモネリンは上記に示した2つの鎖（PDB : 3MON）で構成されていますが、このタンパク質は高温や極端なpHでは不安定です。[ 1 ]安定性を高めるために、2つの天然鎖がグリシン-フェニルアラニンジペプチドリンカーを介して結合された単鎖モネリンタンパク質が作られました。[ 1 ]この改変されたタンパク質（MNEI）は、NMRおよびX線回折を用いて研究されてきました。

モネリンタンパク質には、二次構造に加えて、安定的に結合した4つの硫酸イオンが存在し、そのうち3つはタンパク質の凹面、1つはタンパク質の凸面に存在していた。[ 1 ]タンパク質の凸面にある硫酸イオンは、正の表面電位のパッチに隣接しているため特に興味深い。これは、負のT1R2-T1R3甘味タンパク質受容体との静電相互作用に重要な可能性がある。[ 1 ]

甘味特性

モネリンはヒトや一部の旧世界霊長類には甘味として認識されるが、他の哺乳類には好まれない。[ 1 ]モネリンの相対的な甘味度は、基準となる甘味基準によってショ糖の800倍から2000倍まで変化する。重量基準で7%ショ糖溶液の1500～2000倍の甘味度があると報告されている[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 。また、重量基準で5%ショ糖溶液と比較した場合、ショ糖の800倍の甘味度があると報告されている[ 10 ] 。

モネリンは甘味発現が遅く、後味が長く残ります。ミラクリンと同様に、モネリンの甘味はpHに依存し、pH2以下、pH9以上では無味です。この甘味タンパク質をバルク甘味料や高甘味料と混合すると、持続的な甘味が軽減され、相乗的な甘味効果が得られます。[ 11 ]低pHで50℃以上で加熱すると、モネリンタンパク質が変性し、甘味が失われます。[ 11 ]

これまでに、モネリン（1969年）、タウマチン（1972年）、ペンタジン（1989年）、マビンリン（1983年）、ブラゼイン（1994年）の5つの高強度甘味タンパク質が報告されています。[ 12 ]

甘味料として

モネリンは親水性であるため水に溶けやすいタンパク質であり、一部の食品や飲料の甘味料として有用である。しかし、高温下では変性し、加工食品には不向きであるため用途が限られる可能性がある。特に糖摂取量を制限しなければならない糖尿病患者などにとっては、非炭水化物の卓上甘味料として適切かもしれない。[ 1 ] さらに、モネリンを果実から抽出するにはコストがかかり、植物の栽培は困難である。化学合成や微生物による発現などの代替生産が研究されている。例えば、モネリンは酵母（Candida utilis）[ 13 ]で発現させ、固相法で合成することに成功している。[ 14 ]酵母によって生産された合成モネリンは、0.6％の砂糖溶液と比較した場合、スクロースの4000倍の甘さであることがわかった。モネリンは欧州連合（EU ）や米国 では法的に認められていないため、甘味料としての広範な使用において法的な問題が主な障壁となっている。しかしながら、日本では厚生省発行の「既存食品添加物リスト」（JETROが英語で発行）によると、無害な添加物として承認されている。

参照

参考文献

  1. ^ a b c d e f g h PDB : 2O9U ​; Hobbs JR, Munger SD, Conn GL (2007年3月). 「1.15Å分解能でのモネリン（MNEI） 」 Acta Crystallographica Section F . 63 (Pt 3): 162– 7. doi : 10.1107/S1744309107005271 . PMC  2330190 . PMID  17329805 .
  2. ^ GE Inglett、JF May. セレンディピティベリー - 新たな強力な甘味料の源. J Food Sci 1969, 34:408-411.
  3. ^ a b Morris JA, Martenson R, Deibler G, Cagan RH (1973年1月). 「甘味タンパク質モネリンの特性解析」 . J. Biol. Chem . 248 (2): 534–9 . doi : 10.1016/S0021-9258(19)44407-4 . PMID 4684691 . 
  4. ^ Ogata C, Hatada M, Tomlinson G, Shin WC, Kim SH (1987). 「非常に甘味のあるタンパク質モネリンの結晶構造」. Nature . 328 (6132): 739–42 . Bibcode : 1987Natur.328..739O . doi : 10.1038/328739a0 . PMID 3614382 . S2CID 4323370 .  
  5. ^ UniProtKB/Swiss-Protデータベースエントリ #P02881
  6. ^ UniProtKB/Swiss-Protデータベースエントリ #P02882
  7. ^ Kim NC, Kinghorn AD (2002年12月). 「植物由来の高甘味化合物」. Arch. Pharm. Res . 25 (6): 725–46 . doi : 10.1007/BF02976987 . PMID 12510821 . S2CID 2265958 .  
  8. ^ジェラルディ、ロバート C.ネイバーズ、リン・オブライエン (1991)。代替甘味料。ニューヨーク: M. デッカー。ISBN 0-8247-8475-8。
  9. ^ AD kinghornとCM Compadre. あまり一般的ではない高甘味料. 『代替甘味料：改訂・拡張版 第2版』L O'Brien Nabors編, ニューヨーク, 1991年. ISBN 0-8247-8475-8。
  10. ^米国特許4122205、Burge MLE、Nechutny Z、「タンパク質甘味料を含む甘味料組成物」、1978年10月24日発行 
  11. ^ a bネイバーズ、リン・オブライエン;リン・オブライエン・ネイバーズ (2001)。代替甘味料 / Lyn O'Brien Nabors 編集。ニューヨーク州ニューヨーク州：マーセル・デッカー。ISBN 0-8247-0437-1。
  12. ^バイオポリマー 第8巻 ポリアミドと複合タンパク質材料 II. 甘味タンパク質 I Faus and H Sisniega. p203-209. 2004. 編集 Wiley-VCH. ISBN 3-527-30223-9。
  13. ^ XL Zhang, T. Ito, K. Kondo, T. Kobayashi, H. Honda. 遺伝子組み換えCandida utilisの高密度培養によるナトリウムイオン制限下での単鎖組換えモネリンの生産．化学工学会誌，2002年．35: 654-659.
  14. ^幸村 正之、水越 孝、仁尾 暢、鈴木 英、有吉 雄一. 甘味タンパク質モネリンの構造と味の関係. Pure Appl. Chem., Vol. 74, 1235-1242, 2002.
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