Mirakuliini

Mirakuliini on glykoproteiini, jota voidaan eristää Länsi-Afrikassa kasvavan "Synsepalum dulcificum" -sapotillakasvin eli taikamarjan marjoista. Kasvissa mirakuliinia on vain marjoissa ja vasta niiden alkaessa kypsyä vihreistä oransseiksi. Mirakuliinipitoisuus on isoin kypsissä punaisissa marjoissa.
Ihmisillä mirakuliinin tai taikamarjan marjojen syöminen saa happaman makuiset asiat, kuten sitruunat, limetit, sitruunahapon ja etikan, maistumaan makeilta. Vaikutus lakkaa suun palatessa pH-arvoltaan neutraaliksi, mutta toistuu taas happamia aineita syötäessä. Vaikutus jatkuu noin 30 minuuttia tai jopa 2 tuntia mirakuliinipitoisuudesta riippuen.
Makeuden mekanismi.
Ihmisillä mirakuliini sitoutuu voimakkaasti kielen makureseptoreihin TAS1R2 ja TAS1R3 solujen ulkoisesti. Reseptorit ovat makusoluissa keskenään pareina eli heterodimeereinä. Suun likimain neutraalissa pH-arvossa (pH=7) mirakuliini ei maistu miltään ja toimii muiden makeutusaineiden makeutta estävänä kilpailevana antagonistina. Happamassa tiettävästi sen kolmiulotteinen rakenne eli konformaatio muuntuu ja se aktivoi sitomansa makureseptorin agonistina. Vaikutus kasvaa pH-välissä 6.5–5 ja on suurin noin pH:ssa 4.25. Liuoksissa mirakuliinin enimmäisvaikutus vaatii yli 4*10-7 mol/l mirakuliinipitoisuuden, ja liuosta tulee pitää suussa noin 3 minuuttia – happamassa makeus vastaa tällöin noin 0.4 mol/l sakkaroosiliuosta. Vähäisempi vaikutus kuitenkin alkaa jo sekunneissa. Suun palatessa neutraaliksi makeuden tunne loppuu, mutta toistuu taas happamia aineita syödessä niin kauan, kunnes sylki on liuottanut kylliksi mirakuliinia pois suusta.
Mirakuliini on siis happamassa itsessään makea, eikä suoranaisesti muunna happamia ruokia makeiksi. Se kuitenkin saa ne epäsuoraan vaikuttamaan makeilta. Esimerkiksi sitruunat ovat mirakuliinin syönnin jälkeen maultaan verrattavissa appelsiineihin.
Rakenne ja ominaisuudet.
Mirakuliini on tetrameeri. Sen massa on 98.4 kilodaltonia (kDa). Tetrameeri koostuu kahdesta dimeeristä, joiden monomeereissä on 191 aminohappoa. Dimeerien monomeerit ovat toisissaan kiinni kahdella disulfidisidoksella: kumpikin aminohappotähteestä C138. Monomeereissä on myös kolme sisäistä disulfidisidosta: C47–C92, C148–C159 ja C152–C155. Monomeerien massa on 24.6 kDa, josta 86.1 % on aminohappoja ja 13.9 % hiilihydraatteja. Hiilihydraateista mooleina 31 % on glukosamiinia, 30 % mannoosia, 22 % fukoosia, 10 % ksyloosia ja 7 % galaktoosia. Polysakkaridit ovat kiinni monomeerien aminohappotähteiden D42 ja D186 2N-typissä. Monomeerien esiasteiden pituus on 220 aminohappoa heti translaation jälkeen. Molemmat, dimeeri ja tetrameeri, muokkaavat ihmisten makuaistia – monomeerit eivät. Tetraamereejä on luonnossa, mutta mirakuliinin eristyksen aikana ne voivat hajota dimeereiksi.
Mirakuliini on verrattain vakaa vesiliuoksissa. Kun pH on alle 3 tai yli 13, se denaturoituu. Myös korkeat lämpötilat tuhoavat sitä.
Historia.
Länsi-Afrikan alkuperäisväestö on käyttänyt mirakuliinia taikamarjan marjojen muodossa pitkään ruokien makeutusaineena. 1968 Kenzo Kurihara ja Lloyd M. Beidler eristivät mirakuliinin taikamarjan marjoista. Se nimettiin mirakuliniiksi tämän jälkeen samana vuonna. Sen aminohapposekvenssi selvitettiin 1986 ja cDNA-sekvenssi 1995. Sittemmin on kehitetty mirakuliinia tuottavia geenimuunneltuja ruokakasveja, kuten tomaatteja ja salaatteja. Pyrkimyksenä muuntelussa on saada kasveja, jotka tuottavat runsaasti mirakuliinia, jotta sitä voidaan eristää ja käyttää kaupallisesti makeutusaineena.