Thaumatin - Thaumatin

Familie Thaumatin
Banddiagramm von Thaumatin I. Aus PDB : 1RQW ​.
Identifikatoren
Symbol	Thaumatin
Pfam	PF00314
InterPro	IPR001938
CLEVER	SM00205
PROSITE	PDOC00286
SCOP2	1do / UMFANG / SUPFAM
OPM-Superfamilie	168
OPM-Protein	1aun
CDD	cd09215
Membranom	1336
Verfügbare Proteinstrukturen: Pfam   Strukturen / ECOD   PDB RCSB-PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum Strukturzusammenfassung

Thaumatin (auch bekannt als Talin) ist ein kalorienarmer Süßstoff und Geschmacksmodifikator. Das Protein wird häufig in erster Linie wegen seiner geschmacksverändernden Eigenschaften und nicht ausschließlich als Süßungsmittel verwendet.

Die Thaumatine wurden zuerst als eine Mischung von Proteinen gefunden, die aus der Katemfe- Frucht ( Thaumatococcus daniellii Bennett) (Marantaceae) von Westafrika isoliert wurden . Obwohl sehr süß, unterscheidet sich der Geschmack von Thaumatin deutlich von dem von Zucker. Die Süße von Thaumatin baut sich sehr langsam auf. Perception dauert eine lange Zeit, eine Abgangs Lakritze -ähnlichen Nachgeschmack bei hohen Konzentrationen. Thaumatin ist stark wasserlöslich, hitzestabil und stabil unter sauren Bedingungen.

Biologische Rolle

Die Thaumatin-Produktion wird in Katemfe als Reaktion auf einen Angriff auf die Pflanze durch viroide Pathogene induziert . Mehrere Mitglieder der Thaumatin-Proteinfamilie zeigen eine signifikante In-vitro- Hemmung des Hyphenwachstums und der Sporulation durch verschiedene Pilze . Das Thaumatin-Protein gilt als Prototyp für eine Pathogen-Response-Proteindomäne. Diese Thaumatin-Domäne wurde in so unterschiedlichen Arten wie Reis und Caenorhabditis elegans gefunden . Thaumatine sind pathogenesis-related (PR)-Proteine , die durch verschiedene Wirkstoffe, von Ethylen bis hin zu Krankheitserregern selbst, induziert werden und strukturell vielfältig und in Pflanzen allgegenwärtig sind: Dazu gehören Thaumatin, Osmotin, Tabak-Haupt- und Neben-PR-Proteine, Alpha-Amylase/Trypsin Inhibitor und P21 und PWIR2 Sojabohnen- und Weizenblattproteine. Die Proteine ​​sind an systematisch erworbener Stressresistenz und Stressreaktionen in Pflanzen beteiligt, ihre genaue Rolle ist jedoch unbekannt. Thaumatin ist ein intensiv süß schmeckendes Protein (auf molarer Basis etwa 100.000-mal süßer als Saccharose), das in den Früchten der westafrikanischen Pflanze Thaumatococcus daniellii vorkommt : Es wird durch den Angriff von Viroiden induziert, bei denen es sich um einzelsträngige, unverkapselte RNA-Moleküle handelt, die nicht für Protein kodieren. Das Thaumatin-Protein I besteht aus einer einzelnen Polypeptidkette mit 207 Resten.

Wie bei anderen PR-Proteinen wird vorausgesagt, dass Thaumatin hauptsächlich eine Beta-Struktur hat, mit einem hohen Gehalt an Beta-Schleifen und einer kleinen Helix. Tabakzellen, die allmählich erhöhten Salzkonzentrationen ausgesetzt waren, entwickeln aufgrund der Expression von Osmotin, einem Mitglied der PR-Proteinfamilie, eine stark erhöhte Salztoleranz. Von Gerstenmehltau befallene Weizenpflanzen exprimieren ein PR-Protein (PWIR2), das zu einer Resistenz gegen diese Infektion führt. Die Ähnlichkeit zwischen diesem PR-Protein und anderen PR-Proteinen und dem Alpha-Amylase/ Trypsin-Inhibitor aus Mais legt nahe , dass PR-Proteine ​​als irgendeine Form von Inhibitor wirken können.

Thaumatin-Kristall (~1 mm lang), gezüchtet durch Flüssig-Flüssig-Diffusion unter einer Mikro-g-Umgebung im Weltraum. Pfeil markiert Nukleationspunkt.

In Westafrika wird die Katemfe-Frucht seit einiger Zeit lokal angebaut und zum Würzen von Speisen und Getränken verwendet. Die Samen der Frucht sind in einem häutigen Sack oder Aril eingeschlossen , der die Quelle von Thaumatin ist. In den 1970er Jahren begannen Tate und Lyle , Thaumatin aus den Früchten zu extrahieren. 1990 berichteten Forscher von Unilever über die Isolierung und Sequenzierung der beiden Hauptproteine ​​in Thaumatin, die sie Thaumatin I und Thaumatin II nannten . Diese Forscher konnten Thaumatin auch in gentechnisch veränderten Bakterien exprimieren .

Thaumatin ist als Süßungsmittel in der Europäischen Union (E957), Israel und Japan zugelassen . In den Vereinigten Staaten wird es als Aromastoff allgemein als sicher anerkannt (FEMA GRAS 3732), jedoch nicht als Süßungsmittel.

Kristallisation

Da Thaumatin in Gegenwart von Tartrationen sehr schnell und leicht kristallisiert , werden häufig Thaumatin-Tartrat-Gemische als Modellsysteme zur Untersuchung der Proteinkristallisation verwendet . Die Löslichkeit von Thaumatin, sein Kristallhabitus und der Mechanismus der Kristallbildung hängen von der Chiralität des verwendeten Fällungsmittels ab. Bei Kristallisation mit L-Tartrat bildet Thaumatin bipyramidale Kristalle und zeigt eine Löslichkeit, die mit der Temperatur zunimmt; mit D- und Meso-Tartrat bildet es stumpfe und prismatische Kristalle und zeigt eine mit der Temperatur abnehmende Löslichkeit. Dies legt nahe, dass die Kontrolle der Fällungsmittelchiralität ein wichtiger Faktor bei der Proteinkristallisation im Allgemeinen sein kann.

Eigenschaften

Als Lebensmittelzutat gilt Thaumatin als sicher für den Verzehr. In einer Schweizer Kaugummi-Produktionsanlage wurde Thaumatin als Allergen identifiziert. Thaumatin-Pulver führte bei beruflich exponierten Personen zu allergischen Symptomen in den oberen Atemwegen. Nachdem die Fabrik pulverisiertes Thaumatin durch eine flüssige Form ersetzt hatte, wurden alle Betroffenen völlig beschwerdefrei.

Thaumatin interagiert mit dem menschlichen TAS1R3- Rezeptor, um einen süßen Geschmack zu erzeugen. Die interagierenden Rückstände sind spezifisch für Affen und Menschenaffen der alten Welt (einschließlich des Menschen); nur diese Tiere können es als süß empfinden.

Siehe auch

• Curculin , ein süßes Protein aus Malaysia mit geschmacksverändernder Wirkung
• Miraculin , ein Protein aus Westafrika mit geschmacksverändernder Wirkung
• Monellin , ein süßes Protein aus Westafrika
• Stevia , ein nicht nahrhafter Süßstoff, der bis zu 150 mal süßer ist als Zucker

Verweise

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Externe Links

• Medien im Zusammenhang mit Thaumatin bei Wikimedia Commons