合作单位：Nanjing Agricultural University
参考文献：Jiahui Chen, Xing Zhang, Xing Chen, et al. Food Chemistry, 2022. DOI：10.1016/j.foodchem.2022.132662（IF = 9.23）
背景：
肌冠蛋白 (MPN)是一种应用广泛的肉类蛋白，因其结构灵活可调而备受关注。MPN的酚修饰可以明显改善其物理化学特性，是肉类加工中的一项重要技术。使用多酚(PPs)修饰MPN，可以制造具有理想物理化学性能的产品。因此，PPs在MPN上的共价修饰是有意义的。
一般通过酶催化、自由基接枝和碱性反应三种方法可获得MPN-PP偶联物。然而，自由基接枝由于过氧化氢的使用使其在食品中的应用受到限制。与价格昂贵的酶催化法相比，碱性反应是PPs与蛋白质形成偶联物的最优选。然而，应用碱性反应后，共轭物的最终接枝效果和功能性质却不尽人意。PPs在碱性反应过程中容易诱导蛋白质交联的形成，这些化合物可能逐渐聚合甚至形成沉淀，从而降低了偶联物的最终质量。此外，MPN原有的致密结构可以阻止活性氨基酸参与酚类修饰。因此，提高碱性条件下MPN的改性效果是极具挑战性的。
近年来，超声(UT)被认为是一种促进共价反应的增强方法，其处理时间更短，可以加速疏水性基团的暴露，增加蛋白质的灵活性。因此，可以利用UT进一步增强MPN在碱性条件下的修饰效果。
然而，迄今为止，关于利用UT和PPs修饰MPN的研究很少。在食品科学中，主要的挑战是将MPN-PP偶联物的物理化学性质与实验PPs的化学结构联系起来。因此，本文研究了三种结构相关的多酚，表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素(EC)和MPN在常规碱性反应和超声辅助氧化体系中的接枝反应，旨在探讨三种结构相关的酚类化合物对MPN结构和理化性质的影响。
方案设计：
鉴于实验方法，在微观尺度上，MPN-EGCG的孔面积发生了明显的变化。为进一步分析UT辅助共价接枝后PP在MPN上的作用机理，经与魔德科技（www.modekeji.cn）技术团队沟通，拟通过分子模拟方法对其进行研究。
主要结果：
从图1(A、B)可以看出，EGCG的C环和D环都像“钳子”一样粘在MPN的α-螺旋结构上，以达到更好的形状匹配。此外，由于该PP的位阻作用，EGCG的A环和B环面向外，而其C环和D环更靠近MPN。根据最优能量原理，D环与MPN的疏水部分结合，EGCG中的羟基部分也可以与周围的亲水性氨基酸相互作用。关于UT辅助共价反应后MPN与EGCG分子相互作用的三维结合模式如图1(C)。可以观察到，在UT辅助反应后，EGCG仍然保留了“多重自由裁量权”结构和位阻特征，从而有助于化合物与其他活性基团之间的最佳相互作用。这一结果与前面讨论中得到的改进的结构性能是一致的。此外，三维结合模式揭示了EGCG D环上独特的非共价相互作用，包括氢键和强疏水相互作用。可以得出结论，氢键和疏水相互作用可能是UT辅助反应后D环独特效应的主要驱动力，这一特性提高EGCG了的稳定性。
图1 超声辅助EGCG修饰MPN的对接结果(A)、相应的放大图像(B)和三维结合模式(C)(EGCG为棒状模型，蓝色和橙色区域分别代表MPN的亲水性和疏水性区域)。
结论：
EGCG通过其独特的D环结构有效地改变了MPN的构象。通过UT，MPN的结构特性被EGCG中D环结构的非共价相互作用显著改变。因此，UT辅助EGCG接枝组结构最为稳定。
