荧光滴定结合分子对接、分子动力学模拟确定辣椒素与乳蛋白的亲和结合特性

《Journal of Food Measurement and Characterization》：Fluorescence titration coupling with molecular docking, molecular dynamics simulation to determine the binding affinity characteristics of capsaicin to milk proteins

　　

摘要

辣椒素被认为具有多种促进健康的作用，但会引起强烈的口腔灼烧感、刺激和疼痛。已知牛奶能有效缓解辣椒素引起的辛辣感，但其潜在的分子机制仍了解不足。在本研究中，在4、20、40和60 °C的温度条件下，利用荧光滴定法、分子对接、分子动力学模拟和圆二色谱法系统地研究了辣椒素与牛奶蛋白（包括脱脂奶粉、酪蛋白、乳清蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白和牛血清白蛋白）之间的相互作用。荧光分析表明，辣椒素主要通过静态猝灭机制猝灭牛奶蛋白的荧光。热力学分析显示所有蛋白质的ΔG值均为负值，表明结合是自发的。除酪蛋白外，ΔH和ΔS值为正值，表明疏水相互作用在复合物形成中起主要作用。在20 °C时，大多数蛋白质的结合位点数接近一个，α-乳白蛋白除外。牛血清白蛋白表现出最高的结合比为160，而脱脂奶粉、酪蛋白和乳清蛋白的结合比在17.5到25之间。β-乳球蛋白、α-乳白蛋白和牛血清白蛋白显示出相对较强的辣椒素结合能力。分子对接表明，疏水相互作用、氢键和π堆积作用有助于复合物的稳定。分子动力学模拟进一步证实，牛奶蛋白与辣椒素主要形成一到两个氢键，结合能范围为322至8 kJ/mol。圆二色谱揭示了温度诱导的二级结构重新分布，但未改变主要的结构类型。感官评价证实，较低的温度降低了感知的辛辣程度。