部分的に加水分解されたグルテンタンパク質の特性評価のためのN末端標識質量分析の評価

小麦、大麦、ライ麦に含まれるタンパク質のグループであるグルテンは、セリアック病の引き金であり、世界中の約1％に影響を及ぼします。発酵産物における部分的に加水分解されたグルテン（PHG）の毒性は、PHG特性評価における重要な分析的課題のためにあまり理解されていません。このプロジェクトでは、N末端標識質量分析法である基質の末端アミン同位体標識（TAILS）がPHGの詳細な分析用に最適化され、切断特異性が既知のテストプロテアーゼ（トリプシン）を使用して検証されました。テストおよび対照群のグルテンN末端に、それぞれ重いホルムアルデヒドでラベル付けされました。トリプシン生成ネオn末端は、ゼロとネイティブN末端から有意差（p <.01）を持つMS1 log2 h：lピーク面積比を示すことにより同定されました（p> .01）。この戦略を使用して、模範的なアルファ/ベータグリアジンとガンマグリアジンのすべての豊富な理論的、テストプロテアーゼ生成ペプチドが特定されました。重要性：この研究は、部分的に加水分解されたグルテンタンパク質の分析のためにテール分析を修正および評価した最初の研究です。評価は、テール分析を修正して、グルテンタンパク質の複数のプロテアーゼ切断部位の同定に拡張できることを示し、食品プロセスにおけるグルテンの自然加水分解の分析のための新しい戦略としてさらに評価する価値があることを示しました。また、この戦略は、食品中の部分的に加水分解されたアレルゲンのより広範な範囲を特徴付けるためにさらに適用され、産業当局と規制当局の両方に安全評価の参照を提供することができます。

Gluten, a group of proteins found in wheat, barley, and rye, is the trigger of celiac disease, an immune disorder that affects about 1% of people worldwide. The toxicity of partially hydrolyzed gluten (PHG) in fermented products is less well understood due to the significant analytical challenges in PHG characterization. In this project, an N-terminal labeling mass spectrometry method, terminal amine isotopic labeling of substrates (TAILS), was optimized for the in-depth analysis of PHG and validated using a test protease (trypsin) with known cleavage specificity. Gluten N-termini in test and control groups were labeled with heavy and light formaldehyde, respectively. Trypsin-generated neo N-termini were identified by exhibiting an MS1 Log2 H:L peak area ratio with a significant difference (p < .01) from zero and native N-termini with no significant difference from zero (p > .01). Using this strategy, all abundant, theoretical, test protease-generated peptides in exemplar alpha/beta gliadins and gamma gliadins were identified. SIGNIFICANCE: This study is the first study that modified and evaluated TAILS analysis for the analysis of partially hydrolyzed gluten proteins. The evaluation indicated that the TAILS analysis could be modified and expanded to the identification of multiple protease cleavage sites in gluten proteins and is worth further evaluation as a novel strategy for the analysis of natural hydrolysis of gluten in food processes. This strategy also may be further applied to characterize a broader range of partially hydrolyzed allergens in foods and provide reference for their safety assessment to both industry and regulatory authorities.