《Journal of Molecular Structure》：Exploring the pH-regulated coacervation behavior of heterologous proteins and their structural assembly mechanisms using multispectral and molecular docking
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•pH 显著调节了 PQ 异源蛋白共聚物的构象、芳香微环境和组装行为。•在 pH 5.0 下，1:2 比例的 PSP/QP 可最大化形成具有多孔网络结构的不溶性复合物。•3. 三维荧光鉴定出色氨酸（Trp）残基在 pH 诱导的共聚物重排过程中是主要贡献者。•4. 氢键和疏水相
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pH 显著调节了 PQ 异源蛋白共聚物的构象、芳香微环境和组装行为。
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在 pH 5.0 下，1:2 比例的 PSP/QP 可最大化形成具有多孔网络结构的不溶性复合物。
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3. 三维荧光鉴定出色氨酸（Trp）残基在 pH 诱导的共聚物重排过程中是主要贡献者。
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4. 氢键和疏水相互作用是 PQ 分子组装的核心。
引言
在食品工业生产和消费者需求的双重推动下，食品配料的应用正逐渐从复杂添加剂的密集型使用向多功能、清洁标签和可持续的方向转变 [1]。其中，以蛋白为核心的食品配料系统，依靠自然营养供给和加工特性的双重优势，已成为符合工业大规模生产并满足市场需求的关键方向。作为蛋白高值化利用的核心技术，蛋白凝胶化可赋予食品稳定的质构、持水力和持油力等基本功能 [2,3]。然而，由于紧密的球状结构和疏水氨基酸的存在，单一来源的蛋白质往往表现出凝胶硬度低和稳定性不足的问题 [4]。
为解决这一问题，大多数研究集中在酶催化或多糖复合凝胶系统的构建上 [5,6]。在此背景下，异源蛋白之间的相互作用有望成为调节蛋白组装的创新策略。例如，PSP 富含 11S 球蛋白，有助于网络形成；而 QP 含有丰富 2S 清蛋白并表现出良好的界面活性，这可能促进分子重排并有助于蛋白间关联。PSP 和 QP 在亚基组成、表面电荷分布和疏水性方面的显著差异为异源组装提供了互补基础。此外，这两种蛋白均来源于植物，具有营养价值，且可能适用于清洁标签食品应用。在驱动此类异源组装的相互作用中，静电相互作用、疏水相互作用和氢键等非共价相互作用是调节食品胶体功能特性的关键因素 [7]，而各种蛋白之间的复合共聚过程受 pH 值、温度和混合比例等多种因素影响。蛋白质的等电点在组装过程中起核心调节作用，主要是因为 pH 调节可以有效调整异源蛋白的表面电荷密度、电荷分布和疏水部位暴露程度 [8]；当 pH 处于特定适宜范围时，它将促进系统形成富蛋白浓缩相和低聚合物浓度的平衡相（即缔合相分离），从而诱导复合凝聚作为后续凝胶网络形成的前驱步骤 [9]。因此，理解 PSP 和 QP 的混合组装行为不仅在理论上有意义，而且在为植物蛋白凝胶结构的合理设计和植物蛋白复合系统的增值利用提供依据方面具有实际意义。
然而，以往的研究主要在可溶性 pH 区域考察植物蛋白混合物，其中静电吸引通常被视为主要驱动力，而不同植物来源蛋白质在等电区域附近的异源协同组装在很大程度上仍未被探索。特别是从可溶性复合到液 - 液相分离进而到不溶性聚集的动态转变过程中，构象重排与局部分子微环境演化之间的耦合尚未被系统阐明。在 PSP/QP 系统中，尚不清楚共聚是否在特定 pH 窗口内发生，除了静电效应外哪种非共价相互作用主导稳定化，以及芳香残基微环境响应是否可作为不同组装状态的光谱指标。为了填补这一空白，选择 PSP 和 QP 作为模型异源蛋白对，首先确定了合适的混合比例和临界 pH 范围。随后，结合紫外 - 可见漫反射、同步荧光、三维荧光、荧光寿命、FTIR 和 SAXS 等多尺度光谱分析，以及 SEM、DSC、分子对接和分子动力学模拟，从宏观相行为、介观聚集结构和分子构象演化的角度阐明共聚机制。这些结果揭示了 pH 调节 PSP-QP 组装的光谱响应特征和结构基础，从而为植物蛋白复合系统的合理设计和增值利用提供了理论基础。
章节摘要
材料
南瓜籽由西安瑞斯生物科技有限公司提供，藜麦由湖北三鑫医药科技有限公司供应。BCA 蛋白质检测试剂盒购自 Beyotime Biotechnology Co., Ltd.（中国上海）；十二烷基硫酸钠（SDS, 98%）、考马斯亮蓝 R-250 和 Tris-甘氨酸购自 Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.（中国上海）；Tris-HCl 分离胶缓冲液（4×）和 Tris-HCl 浓缩胶缓冲液（4×）由 Sangon 提供
pH 和 PSP/QP 比例对体系浊度的影响
在蛋白复合过程中，pH 的变化可以调节蛋白质的表面电荷和浊度，从而影响系统中的聚集或解离程度。这两个参数之间的动态关系为理解蛋白 - 蛋白相互作用提供了重要证据 [26]。如图 1A 和图 S1B 所示，单独 QP 的浊度变化大于 PSP，且两种蛋白质在 pH 3.0 时均表现出浊度增加，表明 QP 具有
结论
本研究系统调查了 pH 对 PSP 和 QP 异源共聚行为的影响，并阐明了相关的结构演化和分子组装机制。在测试的混合比例中，1:2 的 PSP/QP 最有利于复合物形成，pH 4.0–6.0 被确定为发生显著结构转变的关键范围。随着 pH 增加，PQ 系统经历了一个涉及致密不溶性
CRediT 作者贡献声明
Jianyu Huang: 写作 – 回顾与编辑，写作 – 初稿，方法论，数据整理，概念化。 Hongbin Chen: 软件，资源，方法论，调查。 Saige Wang: 调查，形式分析。 Junjie Tang: 验证，方法论。 Fuzhen Zhou: 写作 – 回顾与编辑，形式分析。 Jicheng Chen: 写作 – 回顾与编辑，验证，监督，资源。
利益冲突声明
作者声明他们没有可能与本研究中报道的工作产生影响的竞争财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到福建省科技任务服务重点产业链项目（项目编号 2024N0069）、福州市重大科技项目（项目编号 2024-ZD-024）的支持。中国福建省科技任务服务重点产业链项目（2024N0069,2025N0058）。
Jianyu Huang|Hongbin Chen|Saige Wang|Junjie Tang|Fuzhen Zhou|Jicheng Chen
