合作单位：Beijing Technology and Business University
参考文献： https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c01251
背景：
鸡汤因其鲜味而深受消费者欢迎。报道的鲜味物质主要包括氨基酸、核苷酸、小肽及其衍生物。其中鲜味肽因其良好的加工特性和营养功能而备受关注。与其他鲜味剂相比，鲜味肽具有安全、营养、口感丰富、味觉阈值低等优点。此外，可能是补偿老年人化学感官丧失的理想化合物。
目前已报道的从鸡中提取的鲜味肽有40种，其中，长度为2−10个残基的肽最为常见。研究报道，鲜味肽可以在保持食品咸味的同时降低食品中的盐含量，这可能使鲜味肽成为非钠味增强剂，这激发了研究人员探索肽鲜味机制的兴趣。鲜味的味觉感知始于鲜味物质对味觉受体的激活，异二聚体T1R1/ T1R3是鲜味信号的主要受体。研究多肽与T1R1/T1R3的结合模式有助于理解鲜味多肽的味觉感知。因此，本研究拟采用超滤法分离鸡汤中的鲜味肽，并用纳米液相色谱-四极杆飞行时间质谱(nano-LC-QTOF-MS)对其进行鉴定。通过感官评价和智能味觉分析系统研究多肽的味觉特性。并利用计算化学方法研究鲜味肽与T1R1/T1R3之间的结合模式，探讨鲜味肽的味觉感知。
方案设计：
由于缺乏T1R1/T1R3晶体结构，对鸡汤鲜味肽识别机制的研究受到了严重的限制。计算化学为确定未知结构蛋白质的功能提供了有效的解决方案。经与魔德科技（www.modekeji.cn）技术团队沟通，通过同源建模方法获得T1R1/T1R3的三维结构，并通过分子对接方法探索鲜味肽与T1R1/T1R3之间的结合方式。
主要结果：
建立了T1R1/T1R3的同源模型并验证。
如图1，横截面图中蓝色部分和橙色部分分别代表蛋白质表面的亲水性和疏水性区域。6种鲜味肽可与T1R1和T1R3亚基的VFT结构域结合，VFT结构域是通过产生T1R1和T1R2嵌合受体来结合配体的主要区域。6种肽与T1R1和T1R3的对接能显示，AEEHVEAVN对T1R1/T1R3活性位点的亲和力高于其他鲜味肽。在T1R1中存在识别酸性氨基酸的关键残基(Ala170和Ala302)，AEEHVEAVN具有最多的酸性氨基酸，这可能是其具有最高亲和力的原因。然而，本研究未发现对接能与肽长度或鲜味强度之间存在相关性，这与以往的研究结果一致。
T1R1和T1R3以异源二聚体的形式介导鲜味，其中T1R1负责与鲜味化合物结合。计算结果显示，5种肽对T1R1的亲和力强于对T1R3的亲和力，这证实了AEEHVEAVN、PKESEKPN、VGNEFVTKG、GIQKELQF和AEINKILGN更容易结合到T1R1的活性位点。
图1 鲜味肽与T1R1和T1R3亚基的分子对接结果：截面（a），结合模式（b）和二维相互作用图（c）
肽- T1R1和肽- T1R3复合物的二维图如图1，将鲜味肽的氨基酸残基分为亲水性氨基酸残基(Glu、Lys、Arg、His、Ser、Thr、Gln和Asn)和疏水性氨基酸残基(Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Phe和Pro)。亲水性氨基酸残基与T1R1和T1R3亚基的相互作用主要以静电相互作用为主。氢键是静电相互作用最常见的形式，每个亲水性氨基酸残基与T1R1和T1R3形成氢键的平均百分比分别为75%和82%。Glu残基与T1R1和T1R3亚基形成的氢键分别占总氢键数的20%和19%，结果表明，鲜味肽中的Glu残基在肽- T1R1和肽- T1R3复合物的形成中发挥了重要作用。Val, Leu, Ile和Pro是报道的鲜味肽中的主要疏水氨基酸残基，其中Val、Leu和Ile是本研究确定的关键疏水氨基酸残基，这3种疏水氨基酸与T1R1和T1R3亚基形成的平均疏水相互作用百分比分别高达74%和57%。
丝氨酸在T1R1 和T1R3亚基中的结合位点有助于肽受体复合物的形成。Ser形成的氢键分别占总氢键的40% (T1R1)和21% (T1R3)。T1R1和T1R3中丝氨酸的结合位点主要通过氢键与鲜味肽中氨基酸残基的羧基和亚胺(或酰胺)基团结合。T1R1的Ser276是6个肽-T1R1复合物高度保守的结合位点，这表明Ser276对对接有特别的贡献。Ser276也被报道为BMP-T1R1复合物的保守活性位点残基。鲜味肽与2−18个氨基酸和T1R1的对接结果表明，随着肽长度的增加，Ser276作为活性位点的共同结合残基出现。观察到Ser276、Ser306和Ser385通过氢键结合到赖氨酸侧链的氨基上，而Ser382、Ser384和Ser385通过氢键结合到丝氨酸(或苏氨酸)侧链的羟基上。与T1R1相比，T1R3中的Ser位点与鲜味肽形成了较弱的静电相互作用。
结论：
综上，感官分析结果表明，AEEHVEAVN、PKESEKPN、VGNEFVTKG、GIQKELQF、FTERVQ和AEINKILGN 6种多肽具有鲜味特性，其中AEEHVEAVN具有较高的鲜味强度和较好的增味能力。对接结果表明，多肽与T1R1的结合亲和力强于与T1R3的结合亲和力。涉及Ser的结合位点，特别是Ser276，对于肽-T1R1复合物的形成特别有利。这些结果为研究鸡汤的鲜味特性和开发潜在的非钠增味剂提供了新的思路。
