蛋白质整合调控亚麻籽胶水凝胶强度与结构稳定性的物理特性及分子机制

本研究通过新型蛋白谷氨酰胺酶（CS-PG）介导大豆分离蛋白（SPI）可控脱酰胺化，系统揭示了脱酰胺度（DD）与SPI构象变化（FTIR/CD/XRD）、功能特性（溶解度/乳化/发泡/凝胶）的动态关联。15.2% DD组通过α/α′亚基自组装形成稳定蛋白网络，显著提升功能指标（溶解度+274%，发泡+130%），为精准设计植物蛋白功能配料提供理论依据。

　　

Highlight

本研究采用新型海洋来源蛋白谷氨酰胺酶（CS-PG）对大豆分离蛋白（SPI）进行精准脱酰胺改性，发现15.2%脱酰胺度（DD）可触发α/α′亚基"动态迁移-自组装"的独特现象，形成具有增强分子间作用的稳定蛋白网络。通过多尺度表征（SDS-PAGE/FTIR/CD/DSC/XRD/SEM/流变），首次阐明脱酰胺过程中蛋白质解折叠与重组的动态平衡机制，为植物蛋白在食品工业中的高值化应用提供新策略。

Materials

实验选用南农47号大豆（南京农业大学农学院提供），并从海洋沉积物来源的Chryseobacterium sediminis CGMCC 33779中分离纯化获得新型蛋白谷氨酰胺酶（CS-PG，37.5 U/mg）。如图S1所示，该酶与传统Chryseobacterium proteolyticum来源PG（CP-PG）的氨基酸序列相似度为75.08%，但具有更优异的催化效率与稳定性。

CS-PG–mediated modification of SPI

酶学特性研究表明（图S3-S6），CS-PG在50℃下可保持12小时催化活性不衰减，其热稳定性、pH适应性和底物特异性均显著优于CP-PG。这种"智能酶"特性确保了对SPI脱酰胺过程的精确控制。由于大豆蛋白的寡聚球状特性，CS-PG优先作用于表面暴露的谷氨酰胺残基，通过梯度酶解实现DD的精准调控（2.0-28.7%）。

Conclusion

CS-PG介导的SPI可控脱酰胺在15.2% DD（D_2.0组）达到功能优化拐点：溶解度提升274%，乳化活性（EAI）与稳定性（ESI）达峰值，发泡能力增强130%，凝胶表观粘度与K值最高。这种"适度脱酰胺"策略通过诱导蛋白质动态自组装，为开发新一代植物基功能性配料提供了可量化的设计标准。