《Food Chemistry》：Structural remodeling toward conformational plasticity: How phloretin binding enhances the functional versatility of perilla seed protein isolate
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•在芝麻菜籽蛋白提取物和叶绿素原之间形成了自组装复合物。•复合物的形成主要由氢键和范德华相互作用主导。•叶绿素原使蛋白质构象更加放松，同时结构仍然紧密。•叶绿素原提高了蛋白质的功能性和抗氧化能力。引言叶绿素原（PHL）是一种天然来源的二氢查尔酮类多酚，主要存在于苹果树皮中，其糖基
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在芝麻菜籽蛋白提取物和叶绿素原之间形成了自组装复合物。
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复合物的形成主要由氢键和范德华相互作用主导。
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叶绿素原使蛋白质构象更加放松，同时结构仍然紧密。
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叶绿素原提高了蛋白质的功能性和抗氧化能力。
引言
叶绿素原（PHL）是一种天然来源的二氢查尔酮类多酚，主要存在于苹果树皮中，其糖基化形式（ phloridzin ）则广泛分布于草莓和山茶等植物中（Gómez-Zavaglia, 2009）。大量研究表明，PHL具有多种药理作用，包括抗氧化、抗菌、抗炎、抗肿瘤、降血糖和免疫调节作用（Dierckx et al., 2021; Habtemariam, 2023）。其美白、抗衰老和皮肤保护特性也引起了化妆品和制药行业的关注（Park & Park, 2022）。然而，PHL的水溶性较差且生物利用度不佳，这限制了其实际应用，需要采用封装和靶向输送方法来提高其稳定性和生物活性（Liu et al., 2024）。
由于蛋白质的两亲性质、结构灵活性和丰富的结合位点，它们作为多酚的天然载体受到了广泛关注，通过这些结合位点可以形成稳定的蛋白质-多酚复合物，并在加工和胃肠道消化过程中保护多酚免受降解（Miao et al., 2025）。除了提高多酚的稳定性和生物利用度外，与配体的相互作用还能调节蛋白质的构象状态，从而增强其技术和功能性，为开发高价值食品成分提供了双功能方法。例如，Ju等人（2020）开发了一种共价大豆蛋白提取物（SPI）-花青素复合物，显著提高了其乳化和抗氧化稳定性。Ma等人（2024）的研究表明，绿原酸的结合显著增强了SPI的起泡性、乳液稳定性和自由基清除能力。然而，蛋白质-多酚复合物中的相互作用方式很大程度上取决于蛋白质的结构特性和酚类物质的化学结构（Lu et al., 2025; Zhu et al., 2024）。
随着对可持续植物性食品需求的增加，探索具有理想营养和功能特性的新型植物蛋白已成为食品科学的重要研究方向。芝麻菜属于唇形科，是一种被广泛认可的药用和食用作物，其种子富含不饱和脂肪酸、黄酮类化合物、生育酚、植物甾醇和优质蛋白质（Guan et al., 2024; Wu et al., 2023）。从芝麻菜油压榨残渣中提取的芝麻菜籽蛋白提取物（PSPI）因其良好的氨基酸组成、优异的营养价值和强大的功能性而受到越来越多的学术关注。PSPI及其衍生物肽具有出色的自由基清除能力，有望作为β-胡萝卜素和姜黄素的输送载体（Li et al., 2023）。此外，PSPI中丰富的极性氨基酸残基和暴露的疏水结构域为多酚提供了通过氢键和疏水相互作用结合的理想位点，表明其可作为有效的输送基质。然而，尽管功能前景广阔，但在芝麻菜油生产过程中产生的富含蛋白质的残渣大多被用作低价值动物饲料或被浪费，导致宝贵蛋白质资源的浪费（Wang, 2024）。因此，深入研究控制芝麻菜籽蛋白功能性能的结构决定因素是实现其靶向修饰、增值利用和扩展其在食品中的应用的前提。
阐明控制PSPI-PHL复合物结构-功能性能的结合机制和构象决定因素是构建基于植物蛋白的输送平台实现芝麻菜籽生物质可持续利用的关键步骤。虽然蛋白质-多酚复合物的形成已有大量文献记载，但PSPI与PHL之间的具体分子相互作用机制仍不甚清楚。与许多常见的黄酮类和酚酸不同，PHL具有独特的二氢查尔酮骨架，包含四个酚羟基和一个相对疏水的芳香核心。这种独特的结构使PHL能够作为双功能配体，既形成广泛的氢键网络，又能与蛋白质的疏水区域结合。因此，PHL是研究蛋白质-多酚相互作用的理想模型。关键在于，这种独特的拓扑结构是否能够有效调节PSPI的构象和功能，这仍然是一个未解之谜。解决这个问题可能会揭示不同于典型黄酮类的结合模式，为植物蛋白-多酚系统提供新的机制范例。基于此，制备了PSPI-PHL复合物进行后续研究。通过多光谱技术、分子对接和分子动力学（MD）模拟系统地探讨了它们的结合机制、相互作用模式和构象变化。同时，评估了PHL复合物对PSPI抗氧化能力和乳化行为的影响。这些结果为理解植物蛋白-多酚系统中的结构-功能相互作用提供了新的视角，并为基于PSPI的输送载体设计和提升芝麻菜籽蛋白的价值提供了理论框架。
章节片段
材料
用于PSPI提取的脱脂芝麻菜籽粉由Wendeng Jingang Food Co., Ltd.（中国山东）提供，该粉是通过冷压芝麻菜籽制成的，未进行额外加热处理。PHL（≥98%，CAS 60-82-2）、2,2-二苯基-1-吡啶基肼（DPPH，≥97%，CAS 1898-66-4）和十二烷基硫酸钠（SDS，纯度≥98%，CAS号151-21-3）均购自Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.（中国上海）。无水乙醇（≥99.7%，CAS 64-17-5）则从天津采购。
荧光光谱分析
蛋白质的内源性荧光主要来自芳香族残基，尤其是色氨酸（Trp）和酪氨酸（Tyr）。荧光猝灭测量被广泛用作探测蛋白质-配体结合的可靠工具（Cheng et al., 2024）。在298、308和318 K下进行了温度依赖性的荧光测量。这种温度组合在蛋白质-配体和蛋白质-多酚相互作用的荧光猝灭研究中被广泛采用。
结论
本研究系统阐明了PHL与PSPI之间的非共价相互作用，证明PHL主要通过氢键和范德华力以1:1的摩尔比与PSPI结合。结合过程导致PSPI内在荧光发生静态猝灭，这一点通过时间分辨荧光光谱得到了证实。CD和FTIR分析显示，PHL的介入破坏了蛋白质内部的氢键网络，减少了α-螺旋、β-折叠和β-转角结构。
CRediT作者贡献声明
Ming Ding：撰写 - 原初稿撰写、验证、方法学设计、实验实施、数据管理。Linlin Wang：撰写 - 审稿与编辑、监督、资源协调、概念构思。Juanjuan Shao：监督、资源协调、概念构思。Yufei Duan：撰写 - 审稿与编辑、实验实施、数据管理。Taorui Yin：撰写 - 审稿与编辑、验证、实验实施、数据管理。Zhijian Dai：验证、实验实施。Hongwu Wang：监督、项目管理、经费申请。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（NSFC32001698）的支持。
Ming Ding|Linlin Wang|Juanjuan Shao|Yufei Duan|Taorui Yin|Zhijian Dai|Hongwu Wang|Beibei Zhu|Yating Zhang
