La monelina , una proteína dulce , fue descubierta en 1969 en el fruto del arbusto de África occidental conocido como baya de la serendipia ( Dioscoreophyllum cumminsii ); Se informó por primera vez como un carbohidrato . [2] La proteína recibió su nombre en 1972 en honor al Centro Monell Chemical Senses en Filadelfia , EE. UU., donde fue aislada y caracterizada. [3]
El peso molecular de la monelina es 10,7 kDa . Tiene dos cadenas polipeptídicas asociadas de forma no covalente: una secuencia de cadena A con 44 residuos de aminoácidos y una cadena B con 50 residuos. [3] [4]
Cadena de monelina A (44 AA):
REIKGYEYQL YVYASDKLFR ADISEDYKTR GRKLLRFNGP VPPP
Cadena de monelina B (50 AA): GEWEIIDIGP FTQNLGKFAV DEENKIGQYG RLTFNKVIRP CMKKTIYEENSecuencia de aminoácidos de la proteína dulce monelina adaptada de la base de datos biológica de proteínas de Swiss-Prot. [5] [6]
La monelina tiene una estructura secundaria que consta de cinco cadenas beta que forman una lámina beta antiparalela y una hélice alfa de 17 residuos. [1]
En su forma natural, la monelina se compone de las dos cadenas que se muestran arriba ( PDB : 3MON ), pero la proteína es inestable a altas temperaturas o a pH extremos. [1] Para mejorar su estabilidad, se crearon proteínas monelina monocatenarias en las que las dos cadenas naturales se unen mediante un conector dipéptido Gly-Phe. [1] Esta versión modificada de la proteína (MNEI) se ha estudiado mediante RMN y difracción de rayos X.
Además de su estructura secundaria, se ubicaron cuatro iones sulfato unidos de manera estable en la proteína monelina, tres en la cara cóncava de la proteína y uno en la cara convexa de la proteína. [1] El ion sulfato en la cara convexa de la proteína es de particular interés porque se encuentra adyacente a un parche de potencial superficial positivo, que puede ser importante en las interacciones electrostáticas con el receptor negativo de la proteína de sabor dulce T1R2-T1R3. [1]
Los humanos y algunos primates del Viejo Mundo perciben la monelina como dulce, pero otros mamíferos no la prefieren. [1] El dulzor relativo de la monelina varía de 800 a 2000 veces más dulce que el de la sacarosa, dependiendo de la referencia dulce con la que se evalúe. Se informa que es 1500-2000 veces más dulce que una solución de sacarosa al 7% en peso [7] [8] [9] y 800 veces más dulce que la sacarosa en comparación con una solución de sacarosa al 5% en peso. [10]
Monellin tiene un dulzor de inicio lento y un regusto persistente. Al igual que la miraculina , el dulzor de la monelina depende del pH; la proteína es insípida por debajo de pH 2 y por encima de pH 9. Mezclar la proteína dulce con edulcorantes a granel y/o intensos reduce el dulzor persistente y muestra un efecto dulce sinérgico. [11]
El calor a más de 50 °C a pH bajo desnaturaliza las proteínas monelina, provocando una pérdida del dulzor. [11]
Hasta ahora se han descrito cinco proteínas dulces de alta intensidad: monelina (1969), taumatina (1972), pentadina (1989), mabinlina (1983) y brazzeína (1994). [12]
La monelina puede resultar útil para endulzar algunos alimentos y bebidas, ya que es una proteína fácilmente soluble en agua debido a sus propiedades hidrofílicas. Sin embargo, puede tener una aplicación limitada porque se desnaturaliza en condiciones de alta temperatura, lo que lo hace inadecuado para alimentos procesados. Puede ser relevante como edulcorante de mesa sin carbohidratos, especialmente para personas como los diabéticos que deben controlar su consumo de azúcar. [1]
Además, la monelina es costosa de extraer de la fruta y la planta es difícil de cultivar. Se están investigando producciones alternativas, como la síntesis química y la expresión en microorganismos . Por ejemplo, la monelina se ha expresado con éxito en levadura ( Candida utilis ) [13] y se ha sintetizado mediante el método de fase sólida. [14] Se descubrió que la monelina sintética producida por la levadura es 4000 veces más dulce que la sacarosa en comparación con una solución de azúcar al 0,6%.
Las cuestiones legales son la principal barrera en su uso generalizado como edulcorante, ya que la monelina no tiene estatus legal en la Unión Europea ni en los Estados Unidos . Sin embargo, está aprobado en Japón como un aditivo inofensivo , según la Lista de Aditivos Alimentarios Existentes emitida por el Ministerio de Salud y Bienestar (publicada en inglés por JETRO ).
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