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Proteinase A und Schaumstabilität
Biochemische Untersuchungen der Wechselwirkungen von Proteinase A aus Saccharomyces cerevisiae und schaumaktivem Lipidtransferprotein
Leisegang, Rena
Proteinasen verschiedener Proteinasefamilien zeigen eine negative Korrelation von Proteinaseaktivität und Abnahme der Schaumstabilität in Bier. Ein eindeutig negativer Einfluß auf die Schaumstabilität wurde sowohl für Proteinasen der Carboxylproteinasefamilie (Proteinase A und Pepsin), als auch der Serinproteinasefamilie (Carboxypeptidase Y) nachgewiesen. Die schaumnegativen Konzentrationen der Hefeproteinasen Proteinase A (PrA) und Carboxypeptidase Y (CPY) waren so gering, daß ein Nachweis mit herkömmlichen Methoden zur Konzentrationsbestimmung nicht möglich war. Von den Proteinhauptkomponenten im Bier unterliegt das schaumpositive Lipidtransferprotein 1 (LTP1) im Gegensatz zum Protein Z einem Abbau durch PrA. Damit wurde LTP1 eindeutig als spezifisches Substrat für PrA identifiziert. Verschiedene LTP1-Formen besitzen gegenüber PrA unterschiedliche Sensitivitäten. Während PrA ein in E. coli exprimiertes rekombinantes LTP1 abbaute, wurde der Abbau eines rekombinanten Histag-LTP1-Fusionsproteins und des nativen Gersten-LTP1 vermutlich konformationsbedingt behindert. Die proteinasesensitive LTP1-Form in Bier entsteht vermutlich durch Modifikationen während des Mälz- und Brauprozesses. Als Grundlage für die Entwicklung eines sensitiven Nachweises für PrA-Konzentrationen in Bier wurden potentielle PrA-Spaltsequenzen im LTP1-Molekül identifiziert. Massenspektrometrische Untersuchungen potentieller LTP1-Abbauprodukte ergaben, daß PrA in LTP1 sowohl Peptidbindungen C-terminal hydrophober (Ala, Ile, Leu) als auch polarer Aminosäuren (Gln, Tyr, Asp, Cys) hydrolysiert.
Proteinases of different families show a negative correlation between their activity and the reduction of foam stability in beer. For proteinases of the carboxyl proteinase family (e.g. Proteinase A and pepsin) and of the serine proteinase family a negative influence on foam stability has been shown. Conventional quantification methods were not sensitive enough to detect the low concentrations of Proteinase A (PrA) and Carboxypeptidase Y (CPY) that still exerted a foam negative effect. A major protein component in beer, the foam positive lipid transfer protein 1 (LTP1), has been shown to be degraded by PrA whereas another major protein component, the protein Z was not. This clearly identifies LTP1 as a specific substrate for PrA. Different forms of LTP1 possess distinct sensitivities with regard to PrA. While a recombinantly expressed LTP1 was degraded by PrA, the degradation of both a recombinant histag-LTP1 fusion protein and a native barley-LTP1 was presumably inhibited by their conformation. The proteinase sensitive form of LTP1 in beer is probably a result of modifications that occur during the malting and brewing process. Mass-spectroscopic analyses of potential degradation products of LTP1 showed that PrA hydrolyses peptide bonds C-terminal of hydrophobic (Ala, Ile, Leu) as well as of polar amino acids (Gln, Tyr, Asp, Cys). Potential cleavage sites for PrA in the LTP1-molecule were identified as a starting point for the development of a more sensitive quantification method for PrA in beer.
