植物タンパク質-クルクミンナノ粒子：タンパク質の特性が粒子の特性をどのように形成するか

科学分野:

• 食品科学技術
• 材料科学
• 生化学

背景:

• クルクミン（Cur）は、水への溶解性が低く、経口生物学的利用能が低い疎水性の栄養補助食品です。
• クルクミンの治療的可能性を高めるためには、効果的な送達システムが必要です。

研究 の 目的:

• 植物タンパク質の分子特性が、クルクミンをロードしたナノ粒子の集合、構造、および消化の運命にどのように影響するかを解明すること。
• 疎水性生理活性物質のためのタンパク質ベースの送達システムを設計するための構造-機能関係を確立すること。

主な方法:

• ゼインを疎水性コアとし、可溶性マメ科植物タンパク質画分またはホエイタンパク質単離物をシェル成分として用いたpHシフト戦略を利用しました。
• コアシェルナノ粒子のサイズ、均一性、負荷容量、安定性、およびシミュレートされた胃条件下でのクルクミン保持率を特徴付けました。
• タンパク質間相互作用とそのナノ粒子消化率への影響を調査するために、ペプチドミクスプロファイリングと相関分析を採用しました。

主要な成果:

• コアシェルナノ粒子を調整可能なサイズ（40-130 nm）、高い均一性、および優れた負荷容量（タンパク質あたり最大316.3 μg/mg）で開発しました。
• シェルタンパク質の同一性と組成が、ナノ粒子の安定性、クルクミン封入効率、および保存安定性（93%以上の保持率）を調節することを示しました。
• ゼイン-緑豆可溶性タンパク質（4MsupZC）ナノ粒子は、1時間の消化後にクルクミンを75.1%保持し、優れた胃安定性と遅延クルクミン放出を示しました。

結論:

• タンパク質の分子特性とナノ粒子性能との間に多層構造-機能関係を確立しました。
• タンパク質間相互作用は、ナノ粒子の集合、安定性、および消化の運命を大幅に調節し、クルクミン放出に影響を与えます。
• 水に溶けにくい栄養補助食品および医薬品のためのスケーラブルなタンパク質ベースの送達システムを設計するためのメカニズム的根拠を提供しました。