Miraculina
Una proteína de África Occidental con actividad modificadora del sabor
Glicoproteína miraculina
Estructura cristalográfica de una proteína dimérica similar a la miraculina de semillas de Murraya koenigii . [1]
Identificadores
OrganismoSynsepalum dulcificu
SímboloMira_RiCDU
AP3IIR
Protección unificadaP13087
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EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional

La miraculina es un modificador del sabor , una glicoproteína extraída del fruto de Synsepalum dulcificum . [2] La baya, también conocida como la fruta milagrosa, fue documentada por el explorador Chevalier des Marchais , quien buscó muchas frutas diferentes durante una excursión de 1725 a su África occidental natal.

La miraculina en sí no tiene un sabor dulce . Cuando las papilas gustativas se exponen a la miraculina, la proteína se une a los receptores de dulzura. Esto hace que los alimentos ácidos que normalmente tienen un sabor agrio, como los cítricos , se perciban como dulces. [2] [3] El efecto puede durar una o dos horas. [4] [5]

Historia

Las propiedades edulcorantes de las bayas de Synsepalum dulcificum fueron observadas por primera vez por des Marchais durante expediciones a África Occidental en el siglo XVIII. [6] El término miraculina se derivó de experimentos para aislar y purificar la glicoproteína activa que le daba a las bayas sus efectos edulcorantes, resultados que fueron publicados simultáneamente por científicos japoneses y holandeses trabajando de forma independiente en la década de 1960 (el equipo holandés llamó a la glicoproteína mieraculina ). [7] [8] La palabra miraculina era de uso común a mediados de la década de 1970. [9] [10] [11]

Estructura de la glicoproteína

La miraculina se secuenció por primera vez en 1989 y se descubrió que era una glicoproteína de 24,6  kilodalton [2] compuesta por 191 aminoácidos [12] y un 13,9 % en peso de varios azúcares. [2]

SEÑAL (29)M K E L T ML S LS F FF V S A LLAA AA N P LLSAA
1–50D SAPNPVLD I D G EKL R TGTN Y YIVPVLRD H GGGLTVSATT PNGTFV C PPR
51–100VV Q TRKEVDH DRPLAFFPEN PKEDVVRVST DLNINFSAFM PNPGPETISS
101–150W CRWTSSTVW RLDKYDESTG QYFVTIGGVK FKIEEFCGSG FYKLVFCPTV
151–191CGSCKVKCGD VGIYIDQKGR GRRLALSDKP FAFEFNKTVY F
Secuencia de aminoácidos de la unidad de glicoproteína miraculina adaptada de la base de datos biológica de secuencias de proteínas Swiss-Prot . [13]

Los azúcares constan de un total de 3,4 kDa, compuestos por una proporción molar de glucosamina (31%), manosa (30%), fucosa (22%), xilosa (10%) y galactosa (7%). [2]

El estado nativo de la miraculina es un tetrámero que consta de dos dímeros , cada uno unido por un puente disulfuro . [14] Tanto la miraculina tetrámera como la miraculina dímera nativa en su estado crudo tienen la actividad modificadora del sabor de convertir los sabores ácidos en sabores dulces. [15] La miraculina pertenece a la familia de inhibidores de proteasas STI de Kunitz .

Propiedades de dulzura

La miraculina, a diferencia de la curculina (otro agente modificador del sabor), [16] no es dulce por sí misma, pero puede cambiar la percepción de acidez a dulzura, incluso durante un largo período después del consumo. [4] La duración e intensidad del efecto modificador de la dulzura depende de varios factores, como la concentración de miraculina, la duración del contacto de la miraculina con la lengua y la concentración de ácido. [3] [4] La miraculina alcanza su dulzura máxima con una solución que contiene al menos 4*10 −7  mol/L de miraculina, que se mantiene en la boca durante unos 3 minutos. El máximo es equivalente en dulzura a una solución de 0,4 mol/L de sacarosa . [17] La ​​miraculina se degrada permanentemente a través de la desnaturalización a altas temperaturas y a un pH inferior a 3 o superior a 12. [18]

Aunque se desconoce el mecanismo detallado de la conducta inductora del sabor, parece que los receptores dulces son activados por ácidos relacionados con la acidez, un efecto que permanece hasta que las papilas gustativas perciben un pH neutro. [3] [4] Los edulcorantes son percibidos por el receptor humano del gusto dulce, hT1R2-hT1R3, que pertenece a los receptores acoplados a la proteína G , [4] modificado por los dos residuos de histidina (es decir, His30 y His60) que participan en la conducta modificadora del sabor. [19] Un sitio mantiene la unión de la proteína a las membranas mientras que el otro (con xilosa o arabinosa unidas ) activa la membrana del receptor dulce en soluciones ácidas. [14]

Como edulcorante

Como la miraculina es una proteína fácilmente soluble y relativamente estable al calor, es un edulcorante potencial en alimentos ácidos, como los refrescos . Si bien los intentos de expresarla en levaduras y plantas de tabaco han fracasado, los investigadores han logrado preparar bacterias E. coli modificadas genéticamente que expresan la miraculina. [20] La lechuga y el tomate también se han utilizado para la producción masiva de miraculina. [21] [22]

El uso de miraculina como aditivo alimentario fue denegado en 1974 por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos . [23] Sin embargo, todavía se puede vender en forma de bayas enteras o tabletas (como "suplementos dietéticos"). [24] [25] En 2011, la FDA prohibió una determinada marca de tabletas de miraculina importadas de Taiwán porque se pensaba que eran "caramelos duros" con edulcorantes no aprobados. [26] La miraculina tiene un estatus de alimento novedoso en la Unión Europea . [27] Está aprobado en Japón como un aditivo alimentario seguro , según la Lista de aditivos alimentarios existentes publicada por el Ministerio de Salud y Bienestar (publicada por la Organización de Comercio Exterior de Japón ).

Véase también

Referencias

  1. ^ PDB : 3IIR ​; Gahloth D, Selvakumar P, Shee C, Kumar P, Sharma AK (febrero de 2010). "Clonación, análisis de secuencia y determinación de la estructura cristalina de una proteína similar a la miraculina de Murraya koenigii". Archivos de bioquímica y biofísica . 494 (1): 15–22. doi :10.1016/j.abb.2009.11.008. PMID  19914199.
  2. ^ abcde Theerasilp S, Kurihara Y (agosto de 1988). "Completa purificación y caracterización de la proteína modificadora del sabor, miraculina, de la fruta milagrosa". The Journal of Biological Chemistry . 263 (23): 11536–9. doi : 10.1016/S0021-9258(18)37991-2 . PMID  3403544. Archivado desde el original el 27 de agosto de 2005 . Consultado el 9 de abril de 2009 .
  3. ^ abc Sanematsu K, Kitagawa M, Yoshida R, Nirasawa S, Shigemura N, Ninomiya Y (marzo de 2016). "La acidificación intracelular es necesaria para la activación completa del receptor del sabor dulce por la miraculina". Scientific Reports . 6 : 22807. Bibcode :2016NatSR...622807S. doi :10.1038/srep22807. PMC 4785348 . PMID  26960429. 
  4. ^ abcde Koizumi A, Tsuchiya A, Nakajima K, Ito K, Terada T, Shimizu-Ibuka A, Briand L, Asakura T, Misaka T, Abe K (octubre de 2011). "El receptor humano del sabor dulce media el dulzor de la miraculina inducido por ácido". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 108 (40): 16819–24. Código bibliográfico : 2011PNAS..10816819K. doi : 10.1073/pnas.1016644108 . PMC 3189030 . PMID  21949380. 
  5. ^ Swamy KB, Hadi SA, Sekaran M, Pichika MR (noviembre de 2014). "Los efectos clínicos de Synsepalum dulcificum: una revisión". Journal of Medicinal Food . 17 (11): 1165–9. doi :10.1089/jmf.2013.3084. PMID  25314134.
  6. ^ Cudnik DR (27 de julio de 2014). «La baya milagrosa y la miraculina: una reseña». WordPress . Consultado el 21 de septiembre de 2019 .
  7. ^ Kurihara K, Beidler LM (septiembre de 1968). "Proteína modificadora del sabor de la fruta milagrosa". Science . 161 (3847): 1241–3. Bibcode :1968Sci...161.1241K. doi :10.1126/science.161.3847.1241. PMID  5673432. S2CID  24451890.
  8. ^ Brouwer JN, van der Wel H, Francke A, Henning GJ (octubre de 1968). "Mieraculina, la proteína que induce el dulzor de la fruta milagrosa". Nature . 220 (5165): 373–4. Bibcode :1968Natur.220..373B. doi :10.1038/220373a0. PMID  5684879. S2CID  4146207.
  9. ^ Cagan RH (julio de 1973). "Proteína quimioestimulante: un nuevo tipo de estímulo gustativo". Science . 181 (4094): 32–5. Bibcode :1973Sci...181...32C. doi :10.1126/science.181.4094.32. PMID  4714290. S2CID  23665011.
  10. ^ Giroux EL, Henkin RI (1974). "Purificación y algunas propiedades de la miraculina, una glicoproteína de Synsepalum dulcificum que provoca dulzor y bloquea la acidez". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 22 (4): 595–601. doi :10.1021/jf60194a033. PMID  4840911.
  11. ^ von Baumgarten R (1975). "[Fisiología del olfato y el gusto]". Archivos de otorrinolaringología . 210 (1): 43–65. doi :10.1007/bf00453707. PMID  233846. S2CID  40054832.
  12. ^ Theerasilp S, Hitotsuya H, Nakajo S, Nakaya K, Nakamura Y, Kurihara Y (abril de 1989). "Secuencia completa de aminoácidos y caracterización estructural de la proteína modificadora del gusto, miraculina". The Journal of Biological Chemistry . 264 (12): 6655–9. doi : 10.1016/S0021-9258(18)83477-9 . PMID  2708331. Archivado desde el original el 2020-06-09 . Consultado el 2009-04-09 .
  13. ^ Entrada P13087 de la base de datos UniProtKB/Swiss-Prot
  14. ^ ab Kurihara Y (1992). "Características de sustancias antidulces, proteínas dulces y proteínas inductoras de dulzor". Critical Reviews in Food Science and Nutrition . 32 (3): 231–52. doi :10.1080/10408399209527598. PMID  1418601.
  15. ^ Igeta H, Tamura Y, Nakaya K, Nakamura Y, Kurihara Y (septiembre de 1991). "Determinación de la matriz de disulfuro y la estructura de subunidades de la proteína modificadora del sabor, miraculina". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Estructura de proteínas y enzimología molecular . 1079 (3): 303–7. doi :10.1016/0167-4838(91)90073-9. PMID  1911854.
  16. ^ Kurimoto E, Suzuki M, Amemiya E, Yamaguchi Y, Nirasawa S, Shimba N, Xu N, Kashiwagi T, Kawai M, Suzuki E, Kato K (noviembre de 2007). "La curculina exhibe actividades de dulzor y modificación del sabor a través de sus distintas superficies moleculares". The Journal of Biological Chemistry . 282 (46): 33252–6. doi : 10.1074/jbc.C700174200 . PMID  17895249.
  17. ^ Mérillon J, et al. (2018). Edulcorantes: farmacología, biotecnología y aplicaciones . p. 169. doi :10.1007/978-3-319-27027-2_17. ISBN 9783319270272.OCLC 1019806685  .
  18. ^ Mangla, B; Kohli, K (2018). "Potencial farmacéutico y terapéutico de la miraculina y la baya milagrosa". Revista tropical de investigación de productos naturales . 2 (1): 12–17. doi : 10.26538/tjnpr/v2i1.3 . ISSN  2616-0684.
  19. ^ Ito K, Asakura T, Morita Y, Nakajima K, Koizumi A, Shimizu-Ibuka A, Masuda K, Ishiguro M, Terada T, Maruyama J, Kitamoto K, Misaka T, Abe K (agosto de 2007). "Producción microbiana de miraculina sensorial-activa". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 360 (2): 407–11. doi :10.1016/j.bbrc.2007.06.064. PMID  17592723.
  20. ^ Matsuyama T, Satoh M, Nakata R, Aoyama T, Inoue H (abril de 2009). "Expresión funcional de la miraculina, una proteína modificadora del gusto en Escherichia coli ". Journal of Biochemistry . 145 (4): 445–50. doi :10.1093/jb/mvn184. PMID  19122203.
  21. ^ Sun HJ, Cui ML, Ma B, Ezura H (enero de 2006). "Expresión funcional de la proteína modificadora del sabor, miraculina, en lechuga transgénica". FEBS Letters . 580 (2): 620–6. doi : 10.1016/j.febslet.2005.12.080 . PMID  16406368. S2CID  9524453.
  22. ^ Kato K, Yoshida R, Kikuzaki A, Hirai T, Kuroda H, Hiwasa-Tanase K, Takane K, Ezura H, Mizoguchi T (septiembre de 2010). "Cría molecular de líneas de tomate para la producción masiva de miraculina en una fábrica de plantas". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 58 (17): 9505–10. doi :10.1021/jf101874b. PMID  20695489.
  23. ^ Gollner AL (31 de marzo de 2009). Los cazadores de frutas: una historia de naturaleza, aventura, comercio y obsesión . Anchor Canada . ISBN 978-0385662680.
  24. ^ Hieggelke B (18 de abril de 2013). "Sugar Freedom: Chef Homaro Cantu y su magnífica obsesión por las bayas milagrosas". NewCity Communications Inc. Consultado el 25 de febrero de 2018 .
  25. ^ Cox D (29 de mayo de 2014). "La baya 'milagrosa' que podría reemplazar al azúcar". The Atlantic Monthly Group . Consultado el 25 de febrero de 2018 .
  26. ^ "Alerta de importación 45-07". www.accessdata.fda.gov . Consultado el 6 de septiembre de 2024 .
  27. ^ "Catálogo de nuevos alimentos" . Consultado el 21 de agosto de 2021 .
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