Cupin надсемейства является многообразно надсемейством белков , названных после его консервативного ствола области ( Чуп является латинским термином для бочонок). Суперсемейство включает широкий спектр ферментов, а также неферментативные запасные белки семян .
Члены суперсемейства играют роль в возникновении аллергии, особенно запасные белки семян, такие как 7S и 11S глобулины, также известные как вицилины и легумины соответственно. Эти белки в высоких концентрациях содержатся в семенах как однодольных, так и двудольных растений и являются важным компонентом нормального рациона человека.
История
Томас Бёрр Осборн в конце 19 века был первым человеком, который систематически изучал запасные белки семян по их характеристикам растворимости. Он установил 4 класса белков: водорастворимые альбумины; соляные растворимые глобулины: вицилин - обычно имеющие коэффициенты седиментации, значения S (мера массы белка, определяемая ультрацентрифугированием седиментационного равновесия) около 7 единиц Сведберга (отсюда и общее название 7S глобулин) и бобумин (11S); спирт / водорастворимые - злаковые - проламины; и четвертый класс, глютелины, труднорастворимых белков, которые больше не распознаются и теперь считаются запасными белками проламинов или глобулинов с низкой растворимостью. Глютен состоит из смеси проламинов: глютенина и глиадина. Осборн и его коллега из Йельского университета Лафайет Мендель считаются «основателями» современной науки о питании.
Ранее гриб Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) DeBary был первым секретирующим щавелевую кислоту (оксалат) организмом, описанным еще в 1886 году в Ботане. Z. А. де Барри. Однако, поскольку грибки, выделяющие оксалаты, не представляют серьезной угрозы для сельскохозяйственных культур, исследования этого взаимодействия не проводились в течение почти 100 лет. В начале 1980-х годов в прорастающих зародышах пшеницы был идентифицирован белок, названный «росток»; и в начале 1990-х (1992 г.) было обнаружено, что это фермент, обладающий оксалатоксидазной (OXO) активностью, превращающий оксалатный субстрат в диоксид углерода и пероксид водорода. За этим недавним открытием «зародыша» вскоре последовало открытие «суперсемейства купинов» белков.
Классификация
Легумин и вицилин имеют общего эволюционного предка, а именно, вицилин-подобный белок в споре папоротника, который также обладает некоторыми характеристиками боба. Каждый из этих белков содержит эквивалентные «субъединицы», указывающие на эволюцию от предка с одним геном, который дублировался во время эволюции. Было высказано предположение, что «зародыши» {впервые обнаружены и встречаются только в «настоящих злаках»: ячмень, кукуруза, овес, рис и пшеница} растительный фермент, один-очень-очень-маленький-белок оксалатоксидазы 'был таким предком. Эта гипотеза стимулировала поиск эволюционных корней глобулинов-хранилищ семян, которые включают такие пищевые белки, как соевый белок бобовых культур - золотой стандарт для белков растительного происхождения - благодаря сбалансированному содержанию в нем белков глобулина 7S и 11S, других бобов и т. псевдозерновые гречиха и киноа, тыквенные семечки, какао, кофе, орехи, а также овсяные хлопья и рис.
Этот поиск открыл новую область: белки запасного глобулина семян (7S и 11S), а также многие другие белки, не являющиеся запасными растениями (в частности, зародыши (G-OXO), зародышеподобные белки (GLP)} и микробные белки принадлежат в обширное суперсемейство белков, получившее название «суперсемейство купинов», названное на основе законсервированной бета-ствольной складки ( купа - латинский термин для маленького ствола), первоначально обнаруженного в проростках и подобных зародышам белкам высших растений. Гермин - монокупин, а 7S и 11S - бикупины. Это большое и функционально чрезвычайно разнообразное «суперсемейство» белков, насчитывающее тысячи, имеющих общее происхождение и за эволюцией которых можно проследить от бактерий к эукариотам, включая животных и высшие растения. «Купины» представляют собой наиболее функционально разнообразное суперсемейство белков, встречающееся во всех сперматофитах (семенниках). «Более того, теперь известно, что GLP являются повсеместно распространенными растительными белками, больше не связанными только с прорастанием злаков, но участвующими в ответах растений на биотический и абиотический стресс.« G-OXO и GLP представляют собой универсальные растительные белки ».
Проростки «настоящих злаков» известны как «архетипический» член суперсемейства купинов, однако его следует рассматривать не как пустую бочку или бочку, а как «желейный рулет», в котором шесть мономерных субъединиц завернуты в трех измерениях. сформировать бочкообразную форму. Эта структура объясняет ее удивительную «невосприимчивость» к различным «денатурирующим» агентам: все проростки обладают замечательной стабильностью при воздействии тепла, детергентов, экстремального pH и устойчивости к протеолитическим (пищеварительным) ферментам с широкой специфичностью. Запасные белки семян трав и злаков относятся к одноименному суперсемейству проламинов, которое также включает альбумины растений (2S). Запасной белок семян проламина, столь характерный для злаков и трав, не считается очень питательным из-за высокого содержания в нем аминокислоты пролина, которую он разделяет с желатином, и низкого содержания лизина, жизненно важной аминокислоты.
Изначально проростки были идентифицированы на ранних стадиях прорастания семян пшеницы, отсюда и название. Домашние злаки, в первую очередь «гексаплоидная» мягкая пшеница («твердая» пшеница, которая используется для изготовления макарон, а манная крупа является тетраплоидной), были выбраны людьми за ее устойчивость к грибковым патогенам. Много лет спустя было обнаружено, что он обладает оксалатоксидазной активностью, генерируя «антимикробный» перекись водорода из субстрата двойной кислоты, щавелевой кислоты, секретируемой вторгающимся грибком или другим микробом. Реакция между оксалатом и катионом кальция приводит к образованию оксалата кальция, типа «почечного камня» у людей. Удивительно, но оксалат является метаболитом аскорбата (витамина С), и стоит подчеркнуть, что аскорбат является прямым предшественником оксалата в растениях.
Рекомендации
