摘要：甜味剂是甜类食品中不可缺少的调味剂，以前所使用的甜味剂大部分都是蔗糖，但是有相关研究证明了蔗糖的过多食用会导致很多疾病的发生，比如高血脂症的发生、糖尿病的发生、过度肥胖症等。这些疾病严重威胁到了人们的健康生活。所以，新型甜味剂的开发和出现是人们期待已久的。本文就是利用了生物信息学方法对八种模式植物进行了筛选、鉴定。文中对这些甜味蛋白基因序列进行了进化树分析、序列比对分析、保守区或活性位点的鉴定和甜味蛋白的三维结构模拟与比较等分析研究。结果证明：模式植物中大豆的甜味蛋白GmTLP19与西非竹芋甜味蛋白结构最为相近，有望成为食品添加中一种最佳的新型植物源甜味剂。

关键词：甜味剂；甜味蛋白；模式植物；序列；鉴定

  Screening and Identification of the New Sweetener Used in Food Additives

Abstract: Sweet food sweetener is indispensable flavoring agents, sweeteners, most previously used are sucrose, but studies have suggested that too much consumption of sugar, can cause many diseases, such as hyperlipidemia occur, diabetes, morbid obesity and the like. These diseases are a serious threat to people's health and lives. Therefore, the development and the emergence of new sweetener is the long-awaited. This article is the use of bioinformatics to eight patterns of plants were screened and identified. Our sweet protein sequences of these genes were analyzed by a series of methods, including phylogenetic analysis, sequence analysis, simulation and analysis of three-dimensional structure of relatively conserved region or active site identification and the like. The results indicated that, as a best hit of the West African sweet arrowroot, the soybean sweet protein GmTLP19 is expected to become one of the best food additive in a new plant origin sweetener.

Key words: Sweeteners; Thaumatin; Model plant; Sequence; Identification

引言

从甜味剂的来源看，可以把甜味剂化分为天然甜味剂和人工合成甜味剂。而且人们还可以把天然甜味剂再细分为糖质甜味剂和非糖质甜味剂[1-3]。非糖质甜味剂也可被划分为两类：配糖体与蛋白质。

从目前情况看，人们从天然资源中发现并开发得到的甜味剂被广泛重视。其中，甜味蛋白是天然甜味剂中非常重要的一类，因为甜味蛋白的甜度高、热量低、而且安全性很好[4]。时至今日，人们共从天然植物中发现了7种甜味蛋白，它们分别是培它丁(ntadin)、那珍(zzein)、仙茅蛋白(urculin)、嗦吗甜(haumatin)、马槟榔蛋白(abinlin)、莫热宁(onellin)、与奇果蛋白(miraculin)[5]。

在这些甜味蛋白中我更关注的甜味蛋白是索马甜，因为在众多的甜蛋白中，索马甜是目前被研究的最多且最清楚的，该甜味蛋白它是从一种名叫西非竹芋(Thaumatococcus daniel lii Benth)的热带作物的果实的胶质假种皮中分离出来的，而且还是可以食用的蛋白质[6]。而且研究已经测出了甜味蛋白的基因核苷酸和蛋白质氨基酸序列。人们把它称为已知的世界上最甜的蛋白类物质。

早在1972年，荷兰UNILEVER研究中心的Van der Wel是最先研究这种西非竹芋的热带植物的，并且他从这种热带植物的浆果中提取出来了Thaumatin甜味蛋白 [5-6]。现在由于人们物质生活水平和精神追求的日益提高，人们对自身的身体健康的情况也越来越重视，因此蔗糖已经逐渐不再符合人们的饮食需求[7]。原因是过量的食入蔗糖会使人体血糖升高，容易引起蛀牙等不利于人体健康的问题 [8]。但是嗦吗甜的安全性高，没有任何的后味，是目前开发出来的甜味剂中甜味最为相近蔗糖的蛋白[9-10]。

现在该甜味蛋白已经在多种物种水平上有了深入研究，如已有人在原核系统物种的大肠杆菌中进行研究，以及在真核系统物种的酵比母菌中进行基因研究并表达出了甜味蛋白，而且这些甜味蛋白都是有天然性状的甜味蛋白[11]。从甜味效果上来看，目前已经在很多的生物中发现了甜味蛋白的类似蛋白质，这些蛋白质具有不相同的各种生物活性[12-13]。