Истински млечни протеини без крави: GMO бактерии проправят пътя за веганско сирене и кисело мляко

Ваня Милева Последна промяна на 22 юли 2025 в 00:00 120 0

Проучването демонстрира две стратегии, фосфорилиране на αs1-казеин

Кредит Trends in Biotechnology (2025). DOI: https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2025.05.015
Проучването демонстрира две стратегии, фосфорилиране на αs1-казеин с помощта на Bacillus subtilis кинази и фосфомиметично заместване на αs1-казеин.

Искате млечни продукти без участието на крави? Бактерии, продукт на генното инженерство, ще произведат това, за което мечтаят всички вегани.

Учени успешно са модифицирали E. coli да произвежда ключови млечни протеини, необходими за производството на сирене и кисело мляко, без да използват съставки от животински произход. Това проправя пътя за растителни алтернативи на млечните продукти, които имитират традиционните млечни продукти на молекулярно ниво, но са екологични и не са тествани върху животни.

Неотдавнашно проучване, публикувано в Trends in Biotechnology, съобщава за два метода за производство на казеин (млечен протеин), които са хранително и функционално подобни на говеждия казеин.

Казеинът е много важен компонент както в диетата на кърмачета, така и на възрастните, тъй като е смилаем, с високо качество и осигурява няколко незаменими аминокиселини, от които се нуждае човешклият организъм.

Световният пазар на казеин, оценен на 2,7 милиарда щатски долара през 2023 г., е свързан със жестокост към животните и силно въздействие върху околната среда. Това кара изследователите да търсят алтернативни методи за производство на казеин.

Хранителната и фармацевтичната промишленост използват микроорганизми като клетъчни фабрики за мащабно производство на биомолекули, хранителни добавки и ензими от доста време. Учените се опитват да приложат същият подход за рекомбинантни казеинови протеини, произведени чрез генно инженерство в микробни клетъчни фабрики. Тези техники обаче често не успяват да възпроизведат ключов фактор, който придава на казеина неговите уникални свойства – фосфорилиране, биологичен процес, при който към протеин се добавя фосфатна група.

In vitro симулирано стомашно-чревно смилане на казеини. Кредит: Trends in Biotechnology (2025). DOI: 10.1016/j.tibtech.2025.05.015

Фосфорилирането на серинови остатъци (аминокиселинни компоненти) е от решаващо значение за способността на казеина да свързва калций, което прави млякото стабилно и му осигурява хранителни свойства. Свързването с калций също така осигурява образуването на наномащабни протеинови структури, наречени казеинови мицели, които действат като агенти за доставяне на бионаличен калций и фосфат.

За да преодолеят този проблем, изследователите възприеват две основни стратегии. Първо, създават бактерии, които коекспресират в бактерията Bacillus subtilis три протеин кинази, ензими, катализиращи добавянето на фосфатни групи към протеини. Второ, те проектират фосфомиметична версия на αs1-казеин, в която сериновите остатъци, нормално фосфорилирани в естествено срещащия се протеин, били заменени с аспарагинова киселина, за да имитират отрицателния заряд и функционалните ефекти на фосфорилирането.

Структурна характеристика на говежди α-казеин, in vivo фосфорилиран и фосфомиметичен αs1-казеин. Кредит: Trends in Biotechnology (2025). DOI: 10.1016/j.tibtech.2025.05.015

Екипът провежда структурен анализ, тестове за свързване с калций и симулира стомашно-чревно храносмилане на получения αs1-казеин. Резултатите показват, че както фосфорилираните, така и фосфомиметичните казеини от бактериален произход имат висок капацитет за свързване с калций, а смилаемостта и структурата им са сравними с тези на казеина, получен от говеда.

Изследователите подчертават, че докато киназно-медиираното фосфорилиране осигурява път за близко имитиране на естествения казеин, фосфомиметичният казеин предлага по-лесен път за производство на функционално подобни протеини. Те също така предполагат, че е необходим допълнителен количествен анализ, за да се отключи напълно способността ни да използваме микробното производство на казеини за устойчиви и без жестокост млечни продукти и храни.

Справка: Suvasini Balasubramanian et al, Production of phosphorylated and functional αs1-casein in Escherichia coli, Trends in Biotechnology (2025). DOI: 10.1016/j.tibtech.2025.05.015

Източник: Real milk proteins, no cows: Engineered bacteria pave the way for vegan cheese and yogurt, Sanjukta Mondal, Phys.org

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Животът

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !