Структура сладости: что делает стевию в 200 раз слаще сахара

Новое исследование Вашингтонского университета в Сент-Луисе раскрывает молекулярный механизм, стоящий за высокой сладостью растения стевии. Результаты могут быть использованы для создания новых некалорийных продуктов без послевкусия, которое многие ассоциируют с подсластителем, продаваемым как Stevia.

Хотя гены и белки в биохимическом пути, ответственном за синтез стевии, почти полностью известны, это первый случай, когда была опубликована трехмерная структура белков, производящих ребаудиозид А (RebA) — основной ингредиент продукта Stevia. Об этом сообщают авторы новой статьи в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследователи определили структуру белка RebA с помощью рентгеновской кристаллографии. Их анализ показывает, как RebA синтезируется ключевым растительным ферментом и как химическая структура, необходимая для такой высокой сладости, строится биохимически.

Чтобы создать нечто в 200 раз слаще, чем одна молекула глюкозы, растительный фермент "украшает" основной терпеновый каркас тремя особыми сахарами.

Однако эта сверхсладкость растения стевии имеет нежелательный вкусовой недостаток — послевкусие, которое многие потребители описывают как слегка металлическое.

Вкус характерен для преобладающих молекул в листе растения: стевиозида и RebA. Именно их химическая структура воздействует на вкусовые рецепторы языка, вызывая ощущение "сладкого", но также затрагивает и другие рецепторы, вызывающие иные вкусы.

RebA в изобилии содержится в растении стевии и был первым продуктом, полученным из него, поскольку его было легко очищать в больших количествах. Это можно назвать "Stevia 1.0". Но в листе содержатся и другие родственные соединения с иной структурой, которые дают "сладкость" без послевкусия. Это "Stevia 2.0", и они станут важными.

Опубликованная информация о структуре белка может быть использована для улучшения подсластителей несколькими способами:

• Можно использовать "снимок" белка, производящего RebA, для направленной инженерии белков, чтобы изменять типы и/или расположение сахаров в молекулах стевии. Это поможет исследовать химическое пространство между "сладким" и "отвратительным".
• Также существуют молекулы в других растениях, которые не являются "стевиями", но могут давать интенсивную сладость. Информация о том, как это делает растение стевия, может помочь найти эти детали.