近日，川渝共建特色食品重庆市重点实验室成员、西华大学唐洁教授和张东特聘副教授在国际期刊Food Chemistry: X（中科院1区，IF=6.443）在线发表了题为“Probing the mechanism of interaction between capsaicin and myofibrillar proteins through multispectral, molecular docking, and molecular dynamics simulation methods”的研究论文，唐洁教授和张东特聘副教授为本文通讯作者，硕士研究生吴智成为本文第一作者。
辣椒素（CAP）作为辣椒中主要的辛辣成分，对辣椒整体辣味品质和口感影响较大，是评价辣椒品质好坏的重要指标之一。天然CAP具有多种生物学功能，有研究表明，CAP具有增强食欲、改善消化、抗菌、镇痛、抗氧化、抗炎、抗癌、减肥等多种食品和医药生物功效。在川菜肉类菜肴加工过程中，常常添加辣椒用于调味。
肌肉总蛋白的重要组成部分是肌原纤维蛋白（MPs），它约占总蛋白组成的55%-60%。作为肌肉中重要的结构蛋白，MPs的理化特性对肉和肉制品的品质具有重要影响。MPs可以与风味物质结合，从而对肉制品的风味起到改善和调节的作用。有研究表明MPs的氨基酸残基可以通过疏水相互作用和氢键与香料的风味化合物相互作用，形成稳定的MPs——风味复合物。目前，关于MPs与CAP之间相互作用的系统探究较少，并且关于MPs与CAP结合后有关的构象变化也尚不明晰。因此，系统探究CAP与MPs相互作用的机制，可以为川菜肉类菜肴辣味的精准调控并提高川菜肉类菜肴质量特性提供更加充分的理论指导。
这项研究中，使用多光谱、分子对接和分子动力学模拟方法研究了MPs和CAP之间的相互作用机制，探究CAP与MPs之间相互作用机理。紫外光谱分析结果显示，CAP与MPs形成了复合物。荧光结果分析表明，CAP与MPs之间的相互作用改变了蛋白Trp和Tyr残基的微环境。CAP的添加致使MPs发生荧光猝灭，结果表明，CAP可以与MPs自发结合（Ka = 3.31 × 104 L/mol，n = 1.09）。CD测量表明，与CAP结合后，MPs的构象发生了变化，α-螺旋结构减少。肌球蛋白是MPs的主要蛋白质，因此肌球蛋白被选择作为与CAP结合的受体。分子对接和动力学模拟的结果表明，CAP能以较低的结合自由能（-4.86 KJ/mol）与肌球蛋白结合，其中肌球蛋白通过Lys-432和Lys-599与CAP形成氢键，而Ala-429、Asp-598和Pro-603与CAP形成疏水键。这两种类型的键都促进了复合物的形成并确保了它们的稳定性。该研究揭示了CAP和MPs之间的相互作用机制，为精确调控辣味和改善川菜肉类菜肴的质量特性提供了更加充分的理论支撑。
本研究得到了四川省重点研发项目（23ZDYF3100）、四川省自然科学基金项目（2022NSFSC1758）、成都市重大科技应用示范项目（2022-YF09-00018-SN）、西华大学校人才引进项目（Z211046）和重庆市科技局技术创新与应用发展专项重点项目（cstc2021jscx-cy1hX0014）的资助。
肌球蛋白与CAP之间的相互作用
