Charakterisierung der Polyphenol-Protein Interaktionen am Beispiel des Apfelallergens Mal d 1

• Antragstellerin: Professorin Dr. Maria Buchweitz
• Fachliche Zuordnung: Lebensmittelchemie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434385225

Polyphenole (PP), hydrophile sekundäre Pflanzenstoffe, werden mit vielen positiven Gesundheitseffekten, wie z.B. einer kardioprotektiven Wirkung, in Verbindung gebracht. Dieser Rückschluss aus epidemiologischen Studien wird seit Jahren in vitro und mittels Interventionsstudien untersucht. PP kommen in Pflanzen in Kombination mit Zellwandbestandteilen, Proteinen und Lipiden vor. Um jedoch die Komplexität zu reduzieren werden die meisten Studien unter Minimierung des Einflusses makromolekularer Matrixkomponenten, z.B. durch die Gabe von Säften, durchgeführt. Das Zusammenspiel von PP mit der Matrix beeinflusst aber die Stabilität, Löslichkeit und Biozugänglichkeit der PP. Zudem können PP Proteinstrukturen irreversibel verändern. Dies kann zu einer Verminderung des Nährwerts führen oder, wie erste Untersuchungen an Erdnüssen und Äpfeln zeigen, das allergene Potential dieser Lebensmittel herabsetzen. PP zeichnen sich durch große strukturelle Vielfalt aus und unterscheiden sich daher teilweise deutlich in ihren chemischen Eigenschaften, welche für die Interaktion mit Matrices eine entscheidende Rolle spielen. Diese Struktur-Wirkungsbeziehung wurde bisher noch nicht eingehend untersucht. Genauere Kenntnisse zur Stabilität der Wechselwirkung in vivo und in vitro, sowie die dafür relevanten Einflussfaktoren und Reaktionsbedingungen existieren ebenfalls nicht. In diesem Projekt werden PP-Protein-Interaktionen exemplarisch am Apfelallergen Mal d 1 mit im Apfel vorkommenden PP näher untersucht. Bisher konnte zwischen der Allergenität einer Apfelsorte und dem Mal d 1 Gehalt keine Korrelation festgestellt werden. Da die Sorten, welche als verträglich beschriebenen werden, jedoch meist hohe PP-Gehalte aufweisen, liegt die Vermutung nahe, dass die Interaktion zwischen PP und Mal d 1 eine gewichtige Rolle in der Reduzierung des allergenen Potentials spielt. Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung des Einflusses der PP-Struktur auf den Mechanismus, die Stärke und die Kinetik der PP-Mal d 1-Wechselwirkung. Es ist beabsichtigt den Einfluss apfelsortenspezifischer Unterschiede, wie z.B. die PP-Zusammensetzung, die Aktivität oxidierender Enzyme sowie die Konzentration endogener Oxidationsinhibitoren detailliert mit Standardmethoden an allergenen und hypoallergenen Apfelsorten zu bestimmen. Anschließend soll die Wechselwirkung mittels isolierter PP und r-Mal d 1 in vereinfachten Modellsystemen nachgestellt werden. Die Interaktion der beim Anschnitt von Äpfeln gebildeten oligomeren PP-Strukturen mit Mal d 1 ist ebenfalls von Interesse.Die Auswirkung der PP-Interaktion auf die Mal d 1-Konformation, welche als wichtiges Kriterium für das allergene Potential angenommen wird, sowie deren Stabilität unter oralen Verdaubedingungen, werden mittels Circular Dichroismus- und FT-IR- Spektroskopie bewertet. Die in diesem Kontext etablierten Methoden zur Untersuchung der PP-Mal d 1-Wechselwirkung können grundsätzlich auf weitere PP-Protein-Interaktionen übertragen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen