《Food Hydrocolloids》：Multiscale analysis elucidation of heterogeneous subunit co-assembly modifications in zein: structural evolution and surface properties
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•玉米醇溶蛋白亚基的组成（α亚基和γ亚基）影响共组装体的多尺度结构。•共组装体的氨基酸分布和表面官能团组成发生改变，使其表面疏水性增强。•共组装体表面上C—C/C—H非极性官能团的比例显著高于其极性基团的比例。•异质亚基之间的相互作用增强了表面吸附能力。引言自组装技术作为一种
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玉米醇溶蛋白亚基的组成（α亚基和γ亚基）影响共组装体的多尺度结构。
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共组装体的氨基酸分布和表面官能团组成发生改变，使其表面疏水性增强。
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共组装体表面上C—C/C—H非极性官能团的比例显著高于其极性基团的比例。
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异质亚基之间的相互作用增强了表面吸附能力。
引言
自组装技术作为一种新兴的蛋白质改性策略，目前已被广泛应用于材料科学、生物学和食品科学等多个领域（Zhai等，2026）。蛋白质的自组装过程受其结构中的特定分子结构和侧链组成的影响，这使得对组装过程进行可控调控成为可能。然而，共组装体的结构不仅取决于初级组装形态，还取决于共组装体中各组装体之间的缠结和交联相互作用（Li, Sun & Zheng, 2021）。现有研究表明，异源蛋白质共组装后，芳香族氨基酸残基的微环境发生了改变，形成了不规则、光滑的分层结构，从而改善了蛋白质的功能特性（San等，2026；Shao等，2025）。与异源蛋白质共组装不同，同源异质亚基组装是指同一蛋白家族中不同蛋白质亚基的组装（Deng, Niu & Xu, 2026；Seibt等，2026）。然而，引入同源异质亚基如何影响多组分蛋白质共组装体的分子结合行为和表面性质，目前尚不清楚。
玉米醇溶蛋白是一种典型的疏水性植物蛋白。根据氨基酸序列同源性、分子量和溶解度，玉米醇溶蛋白可分为四种亚基类型：α-（70%~85%）、β-（1%~5%）、γ-（10%~20%）和δ-（5%）玉米醇溶蛋白（Yang等，2022）。Ashraf等（2026）发现，单一α-玉米醇溶蛋白自组装体表面性质可控性差，且有聚集倾向。同时，其组装主要依赖于疏水相互作用和弱氢键，不存在二硫键交联，导致聚集体的粒径不均匀且热稳定性低。研究发现，蛋白质-蛋白质共组装体系可以改善目标蛋白的结构特性，并有助于进一步增强其功能特性（Jia等，2026）。这是因为共组装过程可以改变蛋白质分子内亲水基团和疏水基团的排列，重构共组装体的多层次架构，同时产生比单一蛋白质更小、分布更均匀的颗粒（Fei等，2026；Li等，2024）。Fei等（2026）还发现，在α-玉米醇溶蛋白和马铃薯蛋白分离物的共组装过程中，形成了"核-壳"结构，增加了结构柔韧性，从而改善了共组装体的溶解性、界面性质和稳定性。γ-玉米醇溶蛋白是玉米醇溶蛋白中含量第二高的组分，能够通过自组装形成相对均匀且结构有序的颗粒，并表现出良好的界面性能和流变学性质（Yang等，2022）。因此，α-玉米醇溶蛋白和γ-玉米醇溶蛋白在组成和理化性质上的差异可能有助于共组装过程中的协同效应，赋予共组装体良好的界面吸附能力。
基于此，本研究利用玉米醇溶蛋白中的α亚基和γ亚基构建共组装体，采用多种光谱技术和耗散石英晶体微天平（QCM-D）分析玉米醇溶蛋白亚基之间的相互作用、多尺度结构变化及表面性质。同时利用蛋白质组学分析亚基组装过程中肽段丰度差异、分子响应特征及蛋白质表达谱变化，从而阐明异质亚基的共组装行为和表面性质演变规律。本研究为共组装胶体系统的设计和功能性生物材料的发展提供了理论支持。
章节摘要
材料
玉米蛋白粉由五帝兆信饲料有限公司（中国山东）提供。二硫苏糖醇（DTT）和十二烷基硫酸钠（SDS）购自北京索莱宝科技有限公司（中国北京）。实验中使用的其他试剂和化学品均为分析纯。
玉米醇溶蛋白的制备
玉米醇溶蛋白的提取方法参考Zhang等（2026）所描述的方法，并做了适当修改。将玉米蛋白粉与70%（v/v）乙醇溶液（含0.35%的...
SDS-PAGE分析
采用SDS-PAGE分析玉米醇溶蛋白的亚基组成，并表征玉米醇溶蛋白亚基共组装体的分子量分布。如图1A所示，T-玉米醇溶蛋白显示出四个主要蛋白条带，分别对应α-玉米醇溶蛋白（19和22 kDa）、β-玉米醇溶蛋白（14 kDa）、γ-玉米醇溶蛋白（16和27 kDa）以及少量的δ-玉米醇溶蛋白（10 kDa）（Ahammed等，2023）。α-和γ-玉米醇溶蛋白仅由各自的亚基组成，相对纯度分别为96.5%和93.8%。当比例为...
结论
本研究通过自组装技术，实现了对玉米醇溶蛋白中α亚基和γ亚基共组装行为的精确调控。当将γ亚基引入α亚基的分子框架后，改变了α亚基的多层次结构，从而产生了粒径小而均匀、稳定性良好的共组装体。其中，α1γ1-玉米醇溶蛋白表现出较小的平均粒径（328.36 nm）和较高的绝对Zeta电位值（-14.4...
CRediT作者贡献声明
谢丰颖：监督指导、项目管理、资金获取、概念构思。许宁：监督指导。谢雨琦：验证。于晓帆：形式分析。付辉元：写作——审阅与编辑、资源支持。戚晨旭：软件。孔越：写作——原始稿件撰写、数据管理
利益冲突声明
? 作者声明不存在已知的竞争性财务利益或可能影响本文所报告工作的个人关系。
致谢
本研究得到"十四五"国家重点研发计划（2021YFD2100402）、黑龙江省自然科学基金（XQ2026C018）、牡丹江市重点研发项目（XDHB25BY002）、冷地粳稻产业技术创新战略联盟以及粮食精炼加工高值化利用产业技术研究所的共同支持。
孔越|付辉元|戚晨旭|谢雨琦|于晓帆|谢丰颖|许宁
