Condensation of glycosidic and aromatic structures on amino groups of β-lactoglobulin B via reductive alkylation. Solubility and emulsifying properties of the protein derivatives
C. Bertrand-Harb, B. Charrier, M. Dalgalarrondo, J. M. Chobert, T. Haertlé
1990
Le Lait
Nueleophilie primary amino groups of bovine~-Iaetoglobulin B were modified with different aldehydes by an addition-elimination reaction eommonlynamed ."reductive alkylation". Subsequently resulting imines (Sehiff bases) were redueed, produeing secondary amines derivatives of this protein. Two kinds of ligands, differing by their hydrophobieity, were coupled to this protein: 81% and 69% of~-Iaetoglobulin amino groups were modified with glucose and maltose, respectively; 31% and 44%
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... lin amino groups were modified with vanillin and benzaldehyde, respectively. Reversed-phase HPLC and eleetrophoresis of modified~-Iactoglobulin indicated that, in the case of glycosylation, the condensation was rather homogeneous, while the modification with aromatie substituents was quite heterogeneous. Water solubility of'glycosylated~·Iactoglobulins did not differ mueh from that of 13-lactoglobulin, on the whole pH range. By contrast, aromatie derivatives exhibited a very low solubility near the isoelectrie point. Emulsifying activity and emulsion stability were also eheeked on the whole pH range. Glucose-modified 13-lactoglobulin had improved emulsifying properties whatever the pH, as compared to native protein. Emulsifying activity of aromatie derivatives was improved near the isoelectrie point. Maltosylated-, vanillin-modified-and benzaldehydemodified-13-laetoglobulin exhibited higher emulsion stability in the acidie pH region but lower emulsion stability in the alkaline pH range, as compared to native 13-lactoglobulin. 13-lactoglobulin 1 reductive alkylation 1 solubility 1 emulslfying property 1 glucidlc ligand 1 aromatie ligand Résumé -Condensation de motifs glucldlques et aromatiques sur la \3-lactoglobullne B par alkylation réductrice de ses groupements aminés. Solubilité et propriétés émulsifiantes des dérivés. Les groupements nucléophiles amine primaire de la {J-Iactoglobuline ont été modifiés avec des aldéhydes par une réaction d'addition-élimination communément appelée "alkylation réductrice". Les groupements imine produits (bases de Schiff) ont été ensuite réduits, ce qui a amené à la formation de dérivés amine secondaire. Deux sortes de ligands, différant par leur hydrophobicité, ont été greffés sur cette protéine: 81% et 69% des groupements aminés de la {J-Iactoglobuline ont été modifiés par le glucose et le maltose; 31% et 44% des groupements aminés de cette protéine ont été touchés par les ligands aromatiques (vanilline et benzaldéhyde). L'analyse de ces dérivés par chromatographie haute performance en phase inverse et par électrophorèse a indiqué que les dérivés glycosylés étaient modifiés de façon plutôt homogène, alors que les dérivés aromatiques avaient subi une transformation beaucoup plus hétérogène. La solubilité dans l'eau des dérivés glycosylés de la fJ-lactoglobuline était peu différente de celle de la protéine native. Par contre, les déri-206 fication on solubility and heat stability of this protein. Lee et al (1979) have used the reductive alkylation reaction described by Means and Feeney (1968) for the coupling of reducting oligosaccharides to casein with sodium cyanoborohydride in aqueous solution and checked the nutritive value of these substituted proteins. Recently, Cour thaudon et al (1989) used the reductive alkylation procedure to bind different carbohydrates on Iysyl residues of bovine whole casein and described the effects on solubility and viscosity of this protein. f3-lactoglobulin is a well-characterized protein (McKenzie, 1971; Creamer et al, 1983; Sawyer et al, 1985; Papiz et al, 1986) which exhibits good solubility but relatively weak emulsifying properties. The aim of our study was to apply reductive alkylation on f3-lactoglobulin in order to bind either reducing sugars (glucose and maltose) or hydrophobic aldehydes (benzaldehyde and vanillin) and to determine the comparative effects of these ligands on solubility and emulsifying properties of 13lactoglobulin. C Bartrand-Harb et al vés aromatiques étaient très peu solubles aux environs du point isoélectrique. L'activité émulsifiante et la stabilité des émulsions ont été déterminées sur toute la gamme de pH. La f3-lactoglobuline modifiée par le glucose avait de meilleures propriétés émulsifiantes que la protéine native à tous les pH. L'activité émulsifiante des dérivés aromatiques était améliorée près du point isoélectrique. La f3-lactoglobuline modifiée par le maltose, la vanilline ou le benzaldéhyde formait des émulsions plus stables aux pH acides que la fJ-lactoglobuline native, mais moins stables aux pH alcalins. fJ-lactoglobullne / alkylation réductrice / solubilité / propriété émulsifiante / ligand glucidique / ligand aromatique
doi:10.1051/lait:1990317
fatcat:nruoc76fazhlfn3ykgk23gcmzq