Invited review: Caseins and the casein micelle: Their biological functions, structures, and behavior in foods

A typical casein micelle contains thousands of casein molecules, most of which form thermodynamically stable complexes with nanoclusters of amorphous calcium phosphate. Like many other unfolded proteins, caseins have an actual or potential tendency to assemble into toxic amyloid fibrils, particularly at the high concentrations found in milk. Fibrils do not form in milk because an alternative aggregation pathway is followed that results in formation of the casein micelle. As a result of forming micelles, nutritious milk can be secreted and stored without causing either pathological calcification or amyloidosis of the mother’s mammary tissue. The ability to sequester nanoclusters of amorphous calcium phosphate in a stable complex is not unique to caseins. It has been demonstrated using a number of noncasein secreted phosphoproteins and may be of general physiological importance in preventing calcification of other biofluids and soft tissues. Thus, competent noncasein phosphoproteins have similar patterns of phosphorylation and the same type of flexible, unfolded conformation as caseins. The ability to suppress amyloid fibril formation by forming an alternative amorphous aggregate is also not unique to caseins and underlies the action of molecular chaperones such as the small heat-shock proteins. The open structure of the protein matrix of casein micelles is fragile and easily perturbed by changes in its environment. Perturbations can cause the polypeptide chains to segregate into regions of greater and lesser density. As a result, the reliable determination of the native structure of casein micelles continues to be extremely challenging. The biological functions of caseins, such as their chaperone activity, are determined by their composition and flexible conformation and by how the casein polypeptide chains interact with each other. These same properties determine how caseins behave in the manufacture of many dairy products and how they can be used as functional ingredients in other foods.

بررسی دعوت‌شده: Caseins و میسل casein: وظایف زیستی آن‌ها، ساختار و رفتار آن‌ها در غذاها

میسل معمول casein، شامل هزاران مولکول casein است که بیشتر آن‌ها با نانوخوشه ¬ ها های پایدار ساختار یافته با نانوخوشه ¬ ها، فسفات آمورف، تشکیل شده‌است. همانند بسیاری دیگر از پروتیین‌ها، caseins یک تمایل واقعی یا بالقوه برای جمع کردن مواد amyloid سمی دارند، به ویژه در غلظت‌های بالای یافت‌شده در شیر. fibrils در شیر شکل نمی‌گیرند چون مسیر تجمع متناوب به دنبال آن میسل the میسل را تشکیل می‌دهد. در نتیجه تشکیل میسل‌ها، شیر مقوی را می توان بدون ایجاد either pathological یا amyloidosis بافت پستان مادر، ترشح و ذخیره کرد. توانایی جدا کردن نانوخوشه ¬ ها فسفات آمورف در یک مجتمع پایدار، منحصر به caseins نیست. این روش با استفاده از تعدادی از noncasein که phosphoproteins را مخفی می‌کنند و ممکن است از اهمیت فیزیولوژیک عمومی در جلوگیری از calcification دیگر بافت‌های نرم و بافته‌ای نرم باشد، نشان‌داده شده‌است. بنابراین، phosphoproteins دارای صلاحیت دارای الگوهای مشابهی از فسفریلاسیون هستند و همان نوع انعطاف‌پذیری، ساختار باز شده را به عنوان caseins نشان می‌دهند. توانایی سرکوب amyloid با تشکیل یک مجموع بی‌شکل جایگزین برای caseins منحصر به فرد نیست و زیربنای فعالیت of مولکولی مثل پروتئین‌های شوک الکتریکی کوچک است. ساختار باز ماتریکس پروتیین of micelles شکننده است و به راحتی با تغییر در محیط آن آشفته می‌شود. perturbations می‌توانند باعث شوند تا زنجیره‌های پلی پپتید به مناطقی از چگالی بزرگ‌تر و کم‌تر جدا شوند. در نتیجه، تعیین قابل‌اعتماد ساختار بومی of میسل‌ها به شدت چالش برانگیز است. وظایف زیستی of مثل فعالیت‌های همراه با ترکیب آن‌ها و ترکیب قابل‌انعطاف و نحوه تعامل زنجیره‌های casein casein با یکدیگر تعیین می‌شوند. این ویژگی‌ها نشان می‌دهند که چگونه caseins در تولید بسیاری از محصولات لبنی رفتار می‌کنند و چگونه می توان آن‌ها را به عنوان مواد تشکیل‌دهنده عملکردی در سایر مواد غذایی مورد استفاده قرار داد.

ترجمه شده با