Использование комплекса взаимодополняющих биофизических методов (флуоресцентная, КД- и ИК-спектроскопия, динамическое светорассеяние) позволило изучить корреляцию между агрегатным состоянием (мономеры, ассоциаты), реологическими свойствами белка и вторичной структурой природной и рекомбинантных форм бета-казеина. Получен массив экспериментальных данных о механизмах самоассоциации бета-казеина, уточняющий границы его коллоидного состояния, определены температуры переходов мономер-мицелла, размеры агрегатов природной и модифицированных форм белка. Охарактеризована мицеллообразующая способность и солюбилизационная емкость мицелл бета-казеина по отношению к гидрофобному витамину ретинолу. Проанализировано влияние ионной силы раствора на связывание и термодинамическую стабильность комплексов бета-казеина с гидрофобным лигандом. Рассчитанные константы связывания подтверждают, что связывание в комплексах ретинол-бета-казеин зависит от конформации белковой молекулы и ионной силы раствора. Полученные представления о механизмах конформационных переходов, самоассоциации, взаимодействия бета-казеина с целевыми лигандами на молекулярном уровне, способствуют разработке и созданию эффективных белковых носителей биоактивных добавок, лекарственных препаратов.
бета-казеин, мицеллы, самоассоциация, критическая концентрация мицеллообразования, константа связывания
1. Zimet P., Livney Y.D. Beta-lactoglobulin and its nanocomplexes with pectin as vehicles for ω-3 polyunsaturated fatty acids. Food Hydrocolloid, 2009, vol. 23, pp. 1120-1126.
2. Olson J.A. Vitamin A. The Handbook of Vitamins. ed. L. Machlin, New York: Marcel Dekker, 1984, pp. 1-43.
3. McLaren D.S. Vitamin A. Human Nutrition and Dietetics, 9th edition, eds. Garrow J.S., James W.P.T. Edinburgh: Churchill Livingstone, 1993, pp 208-217.
4. Zimet P., Rosenberg D., Livney Y.D. Re-assembled casein micelles and casein nanoparticles as nano-vehicles for ω-3 polyunsaturated fatty acids. Food Hydrocolloids, 2011, vol. 25, iss. 5, pp. 1270-1276.
5. Sastry S.V., Nyshadham J.R., Fix J.A. Recent technological advances in oral drug delivery - a review. Pharm Sci Technolo Today, 2000, vol. 3, iss. 4, pp. 138-145.
6. MaHam A.H., Tang Z.W., Wu H., Wang J., Lin Y.H. Protein-Based Nanomedicine Platforms for Drug Delivery. Small, 2009, vol. 5, pp. 1706-1721.
7. Elzoghby A.O., Samy W.M., Elgindy N.A. Protein-based nanocarriers as promising drug and gene delivery systems. J. Control Release, 2012, vol. 161, pp. 38-49.
8. Menéndez-Aguirre O., Kessler A., Stuetz W., Grune T., Weiss J., Hinrichs J. Increased loading of vitamin D2 in reassembled casein micelles with temperature-modulated high pressure treatment. Food Research International, 2014, vol. 64, pp. 74-80.
9. Evans M.T.A., Phillips M., Jones M.N. The conformation and aggregation of bovine β-casein A. II. Thermodynamics of thermal association and the effects of changes in polar and apolar interactions on micellization. Biopolymers, 1979, vol. 18, pp. 1123-1140.
10. Niki V.R., Takase K., Arima S. On the shape and size of temperature-dependent β-casein aggregates. Milchwissenschaft, 1977, vol. 32, pp. 577-582 (In Germ.).
11. Takase K., Niki R., Arima S. A sedimentation equilibrium study of the temperature-dependent association of bovine beta-casein. Biochim. Biophys. Acta, 1980, vol. 622, iss. 1, pp. 1-8.
12. Portnaya I., Cogan U., Livney Y.D., Ramon O., Shimoni K., Rosenberg M., Danino D. Micellization of bovine b- casein studied by isothermal titration microcalorimetry and cryogenic transmission electron microscopy. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, vol. 54, iss. 15, pp. 5555-5561.
13. Lakowicz J.R Principles of fluorescence spectroscopy. 3rd ed. New York: Springer Science, 2006, 954 p.
14. Myrdal P.B., Yalkowsky S.H. Solubilization of drugs in aqueous media. Encyclopedia of Pharmaceutical Technology. NewYork: Marcel Dekker, 2002, vol. 3, pp. 2458-2580.
15. Adams M.L., Andes D.R., Kwon G.S. Amphotericin B encapsulated in micelles based on poly(ethylene oxide)-block- poly(L-amino acid) derivatives exerts reduced in vitro hemolysis but maintains potent in vivo antifungal activity. Biomacromolecules, 2003, vol. 4, iss. 3, pp. 750-757.
