DE3887901T2

DE3887901T2 - Emulgatoren.

Info

Publication number: DE3887901T2
Application number: DE3887901T
Authority: DE
Inventors: Christopher Brock; Michael Enser
Original assignee: Agricultural and Food Research Council
Current assignee: Agricultural and Food Research Council
Priority date: 1987-11-07
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1994-08-18
Anticipated expiration: 2008-11-04
Also published as: GR1000160B; EP0387285A1; EP0387285B1; WO1989004209A1; DE3887901D1; AU2609488A; JPH03505865A; US5330682A; ES2016682A6

Description

Diese Erfindung betrifft Emulgatoren.
Kolloide sind Dispersionen von Partikeln einer nicht mischbaren Substanz in einer Flüssigkeit. Eine Emulsion ist eine Dispersion einer nicht mischbaren Flüssigkeit in einer anderen, ein Schaum ist eine Dispersion von Gasblasen in einer Flüssigkeit und eine Suspension ist eine Dispersion von Feststoffpartikeln in einer Flüssigkeit. Kolloide sind thermodynamisch instabil wegen ihrer hohen Grenzflächenenergie. Wenn für sie ein geeigneter Weg vorhanden ist, werden sie sich in zwei diskrete Phasen mit der minimal möglichen Grenzfläche zwischen ihnen trennen. Ein Emulgator ist eine Substanz, die an der Grenzfläche zwischen zwei Phasen in einem Kolloid eingreift. Solch ein Molekül ist amphipatisch, was bedeutet, daß separate Teile seiner Struktur Affinitäten für jede der zwei Phasen aufweisen, selbst wenn die Phasen keine Affinität füreinander aufweisen. Folglich besetzt es die Grenzfläche und erniedrigt die Grenzflächenenergie, so daß weniger Arbeit getan werden muß, um eine kolloidale Dispersion aus den zwei separaten Phasen zu erzeugen, als wenn der Emulgator fehlte. Ein wirksamer Emulgator bildet ferner einen Film an der Grenzfläche, dessen strukturelle Unversehrtheit zerbrochen werden muß, damit sich die Phasen wieder trennen. Obwohl das Kolloid thermodynamisch instabil bleibt, wird es so durch kinetische Hemmungen auf das Zerbrechen stabilisiert.
Emulgatoren werden häufig bei der Lebensmittelzubereitung verwendet. Die meisten solcher Emulgatoren sind Lipidderivate wie Fettsäureester. Emulgatoren wie diese sind ausgezeichnet beim Unterstützen einer Emulsionsbildung, bilden aber keine starken Grenzflächenfilme. Deshalb werden sie oft in Verbindung mit Stabilisatoren verwendet, die die Viskosität der kontinuierlichen Phase erhöhen; so immobilisieren sie die Partikel, welche die disperse Phase einschließen, und hindern sie am Koaleszieren.
Fast alle Proteine sind in gewissem Umfang oberflächenaktiv, und so werden sie ebenfalls als Emulgatoren in Lebensmittelprodukten verwendet (siehe Pearce & Kinsella, J. Agric. Food Chem., 26 (3), 716-723, 1978). Es sind jedoch wenige Proteine, wenn überhaupt, speziell entstanden, um ein Emulgator zu werden, und nur wenige Proteine weisen natürliche Funktionen auf, die sich in irgendeiner Weise auf Emulgierung beziehen, z. B. Caseine und Lipoproteine.
Alle Proteine sind in gewissem Umfang oberflächenaktiv, und diese Aktivität kann üblicherweise verstärkt werden, wenn sie teilweise denaturiert werden (z. B. durch mechanische Behandlung oder Erwärmen), so daß ihre amphipatischen Strukturelemente freigelegt werden, um mit der Grenzfläche und mit anderen Proteinmolekülen zu wechselwirken. Die mögliche Rolle von α-Helices, die hydrophile und hydrophobe Flächen aufweisen, in Lipid-Polar-Grenzflächen wurde offenbart (siehe z. B. die jeweiligen Arbeiten von Kaiser et al, Sparrow et al und Epand et al in "Peptides: Structure and Function", Proc. Am. Peptide symp., 9, 1985), aber größtenteils im Falle von Rezeptor- Ligand-Wechselwirkungen. Niemand hat vorher die Verwendung von im wesentlichen isolierten α-Helices als Emulgatoren vorgeschlagen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft einen Emulgator, umfassend ein Polypeptid, im wesentlichen bestehend aus mindestens einem Bereich mit der Fähigkeit zur Bildung einer mindestens zwei Windungen aufweisenden α- Helix mit hydrophilen und hydrophoben axialen Domänen, derart, daß der betreffende Bereich des Polypeptids an einer Fett/Wasser-Grenzfläche mit der hydrophilen Domäne in der Wasserphase und der hydrophoben Domäne in der Fettphase liegen kann.
Mit "im wesentlichen bestehend" aus α-Helix meinen wir, daß das Polypeptid mindestens eine Mehrheit von Aminosäureresten aufweist, die von solch einer Natur sind und so angeordnet sind, daß sie dazu neigen werden, eine α-Helix zu bilden. Zweifellos ist es nicht ausreichend, daß die meisten Reste an sich α-helixbildend sein sollten, wenn sie mit nicht-helixbildenden Resten alternieren. Die Erfindung umfaßt jedoch Verbindungen, die mehr als 70% ihrer Rückgratreste als zur Bildung einer α-Helix befähigt aufweisen.
Vorzugsweise können von den Rückgratresten mindestens 80%, 90% oder 95% oder alle eine α-Helix bilden. Etwaige nicht-helixbildende Reste sind vorzugsweise an den Enden des Peptids lokalisiert. Somit gibt es im Falle eines typischen 15-20 Aminosäuren-Peptids vorzugsweise nicht mehr als zwei nicht-helixbildende Reste an jedem Ende, insbesondere nur eine an jedem Ende und höchst bevorzugt überhaupt keine.
Vorzugsweise vermag das ganze Polypeptid entlang der Fett/Wasser-Grenzfläche mit der hydrophilen Domäne in der Wasserphase und der hydrophoben Domäne in der Fettphase zu liegen.
Es kann die hydrophoben und hydrophilen Domänen trennende axiale Domänen dazwischenliegender Polarität geben und es kann mehr als eine hydrophobe oder hydrophile Domäne geben, aber vorzugsweise gibt es genau eine hydrophobe Domäne, eine hydrophile Domäne und keine Domänen dazwischenliegender Polarität. Die hydrophobe Domäne kann etwa 80º bis 280º des durch die Helix definierten Kreises einnehmen.
Vorzugsweise tragen die Aminosäuren in der hydrophoben Domäne zur Stabilisierung der Gesamtkonfiguration durch hydrophobe Wechselwirkungen bei. Dies wird erleichtert, wenn die Aminosäuren hydrophobe Seitenketten aufweisen und insbesondere wenn sie Leucin, Alanin oder große aromatische Gruppen wie Tryptophan sind, die eine starke Neigung zum Auftreten in α-Helices haben. Es ist gleichermaßen erwünscht, wenn auch weniger wichtig, daß die hydrophilen Aminosäuren so ausgewählt sind, daß zwischen Aminosäuren, die drei oder vier Reste entfernt sind, intramolekulare Salzbrücken gebildet werden. Geeignete Aminosäuren umfassen Glutaminsäure, Lysin und Serin.
Irgendwelche bereits bekannten Polypeptide, die zufällig den oben gegebenen Kriterien genügen, sind ausdrücklich aus diesem Aspekt der Erfindung ausgeschlossen, obgleich wir ihre Verwendung als Emulgatoren dennoch beanspruchen können, wenn eine solche Wirksamkeit früher nicht offenbart wurde.
Solche Polypeptide wurden als Emulgatoren wirkend gefunden. Die α-Helix kann das ganze Polypeptid darstellen, und zum Optimieren der Funktionalität wird dies oft bevorzugt, oder es kann zusätzliche Teile geben, nur vorausgesetzt, daß solche Teile die Befähigung der α-Helix (oder vorzugsweise des ganzen Moleküls) , wie beschrieben an der Fett/Wasser-Grenzfläche zu liegen, nicht stören.
Zusätzlich zu etwaigen nicht-helixbildenden Resten in dem Rückgrat des Peptids, für die die Kriterien oben diskutiert sind, kann es somit helixbildende oder nicht-helixbildende Aminosäuren oder andere Gruppen geben, die Seitenketten bilden. Solche Seitengruppen sollten die gleiche Hydrophilie aufweisen wie die Rückgrataminosäure, mit der sie verbunden sind. Vorzugsweise beträgt das Molekulargewicht solch einer Seitengruppe weniger als 200 Dalton, insbesondere weniger als 100 Dalton. Es gibt in dem Peptid vorzugsweise mindestens 11 Aminosäuren und die α-Helix weist mindestens vier, fünf, sechs oder sieben Windungen auf. Es ist wahrscheinlich, daß ein sehr langes Molekül weniger beweglich sein würde, was seine emulsionsbildende Wirksamkeit vermindern könnte. Je länger das Molekül ist, desto besser werden jedoch im allgemeinen seine emulsionsstabilisierenden Eigenschaften sein, weil alle seine bindenden Wechselwirkungen mit der Grenzfläche gleichzeitig aufgebrochen werden müssen, damit es die Grenzfläche verläßt und dadurch die Grenzfläche, von der es ein Teil ist, unterbricht. Ein Peptid mit nur 2 oder 3 Windungen weist nicht die außergewöhnliche emulgierende Wirkung der längeren Peptide auf, ist aber dennoch in Bezug auf die Wirksamkeit als Emulgatoren in Lebensmitteln verwendeten Proteinen ähnlich und kann daher brauchbar sein.
Es ist zu vermerken, daß der Umfang, in dem ein Peptid eine α-Helix bildet, nicht nur von der Aminosäuresequenz, sondern auch von der Umgebung abhängt. Z.B. fördert Trifluorethanol die Bildung von α-Helices mehr als eine einfache 25 mM Natriumphosphatlösung bei pH 7,0. Somit sind die Bezeichnungen "α-Helix" und "zur Bildung einer α-Helix befähigt" nicht absolut, sondern relativ, und werden im Vergleich zu anderen Peptiden in der gleichen Umgebung verwendet.
Dennoch gibt es klare Regeln, z. B. die von Chou und Fasman offenbarten, für die Entscheidung darüber, ob eine gegebene Aminosäure an sich helixfördernd, helixdestabilisierend oder helixbrechend ist. Die helixbildenden Aminosäuren sind Alanin, Leucin, Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan, Cystein, Methiomin, Histidin, Asparagin, Glutamin und Valin. Die helixdestabilisierenden Aminosäuren Serin, Isoleucin, Threonin, Glutaminsäure, Asparaginsäure, Lysin, Arginin und Glycin. Die zwei helixbrechenden Aminosäuren sind Prolin und Hydroxyprolin. Die helixdestabilisierenden Aminosäuren können dennoch in den Peptiden der Erfindung vorkommen, wenn es ausreichend helixfördernde Aminosäuren für das als helixbildend anzusehende Peptid gibt. Somit ist es genauer, sich auf helixbildende Sequenzen als auf helixbildende Aminosäuren in Isolation zu beziehen. Die von Chou und Fasman vorgelegten Regeln können zur Entscheidung, ob eine Sequenz helixbildend ist, verwendet werden. Alternativ kann die Stelle eines gegebenen Peptids in einem Ramachandran-Plot des ψ-Winkels gegen den φ-Winkel zur Bestimmung, ob eine "zulässige" α-Helix gebildet wird, verwendet werden, wie bei den Fachleuten auf diesem Fachgebiet wohlbekannt.
Circulardichroismustests können zur Beschaffung eines empirischen Beweises für Helixbildung verwendet werden, aber dies hängt sehr von der Umgebung ab, der die Verbindung ausgesetzt wird. In solch einem Test sollte eine hydrophob-hydrophile Grenzfläche verwendet werden, z. B. eine wäßrige Lösung der Verbindung zwischen zwei Glas-Mikroskopobjektträgern. Die oben diskutierten theoretischen Kriterien werden jedoch bei der Bestimmung des Charakters der Verbindungen bevorzugt.
Wie im Fachgebiet der Emulgatoren wohlbekannt ist, sollten die Peptide ausreichend in Wasser löslich sein, um ihnen zu ermöglichen, als Emulgatoren zu wirken. Die mehr hydrophoben Verbindungen der Erfindung können daraus Nutzen ziehen, daß sie eine oder mehr hydrophile Aminosäuren (helixbildende oder nicht-helixbildende) aufweisen, die mindestens an einem Ende angefügt sind.
Wenn nicht anders angegeben, befinden sich die Aminosäuren in den Polypeptiden der Erfindung alle in der in der Natur vorkommenden L-Form. Es wäre auch möglich, das Polypeptid vollständig aus D-Aminosäuren herzustellen, es wäre aber beträchtlich teurer.
Die Emulgatoren der Erfindung sind bei oraler Aufnahme harmlos und weisen sogar Nährwert auf; sie sind daher ideal geeignet zur Verwendung als Lebensmittelemulgatoren, z. B. bei der Herstellung von Mayonnaise, Speiseeis, Margarine, Brotaufstrichen, Keksen und einer Unzahl von anderen modernen, verarbeiteten Lebensmitteln. Sie sind jedoch von allgemeinerer Verwendbarkeit, z. B. bei der Herstellung von Kosmetika (wie Sonnenschutzmitteln und Lippenstiften), Zahnpasta und anderen kolloidalen Systemen. Ihr Verhalten in Modellsystemen deutet an, daß sie auch eine Brauchbarkeit in neuen Systemen aufweisen, die geschaffen werden können, wenn ein geeigneter Emulgator existiert. Solche Systeme umfassen hohe Gehalte von Lipiden einschließende Schäume (wie Dosensahne), gegen Überbearbeitung empfindliche Emulsionen, pharmazeutische Zubereitungen, Reinigungszubereitungen (z. B. für Kontaktlinsen), Biosensoren und thermodynamisch stabile Mikroemulsionen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung schafft ein Polypeptid, ausgewählt aus der Gruppe:
1) NH&sub2;-Ser-Trp-A1a-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu- Ser-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Ser-COOH
(2) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-LYs-COOH
(3) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu- Ser-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Glu-Ser-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Glu- Ser-COOH
(4) NH&sub2; Ser-Trp-Leu-Glu-Leu-Leu-Leu-Lys-Leu-Leu-Ala- Ala-Leu-Leu-Glu-Leu-Leu-Leu-Lys-Leu-Leu-Ser-COOH
(5) NH&sub2;-Ser-Trp-GIu-Glu-Glu-Leu-Lys-Lys-Ser-Ser-Glu- Glu-Leu-Lys-Lys-Lys-Leu-Ser-COOH
(6) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Ser- COOH
(7) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu- Ser-Leu-Ala-Lys-COOH
(8) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu- Ser-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Glu-Ser-Leu-Ala-Lys-COOH
(9) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu- Ser-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Ser-Glu-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Ser- Glu-Leu-Leu-Lys-COOH
(10) NH&sub2;-Ser-Trp-Ser-Glu-Glu-Leu-Lys-Lys-Ala-Ala- Glu-Glu-Leu-Lys-Lys-Ser-Leu-Ser-COOH
(11) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ser-Leu-Lys-Lys-Ala-Ala- Glu-Glu-Leu-Ser-Lys-Ala-Leu-Ser-COOH
(12) NH&sub2;-Ser-Trp-Leu-Glu-Ala-Leu-Ala-Lys-Leu-Leu- Ser-Ser-Leu-Ala-Glu-Ala-Leu-Ala-Lys-Leu-Leu-Ser-COOH
(13) NH&sub2;-Ser-Trp-Leu-Ala-Ala-Leu-Leu-Glu-Leu-Leu Leu-Ala-Leu-Leu-Ala-Leu-Leu-Leu-Lys-COOH
(14) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Arg-Leu-Leu- Glu-Ser-Leu-Ala-Arg-Ala-Leu-Ser-COOH
(15) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-His-Leu-Leu- Glu-Ser-Leu-Ala-His-Ala-Leu-Ser-COOH
(16) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Asp-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu- Asp-Ser-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Ser-COOH
(17) NH&sub2;-Thr-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Thr-Lys-Leu-Leu- Glu-Thr-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Thr-COOH
(18) NH&sub2;-Gln-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Gln-Lys-Leu-Leu- Glu-Gln-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Gln-COOH
(19) NH&sub2;-Asn-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Asn-Lys-Leu-Leu- Glu-Asn-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Asn-COOH
(20) NH&sub2;-Met-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Met-Lys-Leu-Leu- Glu-Met-Leu-Ala-Lys-A-a-Leu-Met-COOH
(21) NH&sub2;-Cys-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Cys-Lys-Leu-Leu- Alu-Cys-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Cys-COOH
(22) NH&sub2;-Ser-Trp-Gly-Glu-Gly-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu- Glu-Ser-Leu-Gly-Lys-Gly-Leu-Ser-COOH
(23) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Val-Ser-Lys-Val-Val Glu-Ser-Val-Ala-Lys-Ala-Val-Ser-COOH
(24) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Ile-Ser-Lys-Ile-Ile- Glu-Ser-Ile-Ala-Lys-Ala-Ile-Ser-COOH
(25) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Phe-Ser-Lys-Phe-Phe- Glu-Ser-Phe-Ala-Lys-Ala-Phe-Ser-COOH
(26) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Trp-Ser-Lys-Trp-Trp- Glu-Ser-Trp-Ala-Lys-Ala-Trp-Ser-COOH
(27) NH&sub2;-Thr-Trp-Gly-Asp-Gly-Ile-Thr-Arg-Ile-Ile- Asp-Thr-Ile-Gly-Arg-Gly-Ile-Thr-COOH
(28) NH&sub2;-Tyr-Trp-Tyr-Glu-Tyr-Phe-Tyr-Lys-Phe-Phe- Glu-Tyr-Phe-Tyr-Lys-Tyr-Phe-Tyr-COOH.
und deren Varianten, bei denen (i) Gln durch Glu ersetzt ist oder umgekehrt und/oder (ii) Asn durch Asp ersetzt ist oder umgekehrt und/oder es bis zu zwei nicht-helixbildende Aminosäuren an jedem Ende des Peptids gibt.
Die Polypeptide können durch Peptidsynthese hergestellt werden, z. B. durch das allgemeine Verfahren von Marglin und Merrifield (Ann. Rev. Biochem., 39, 841-866, 1970) oder durch das Fmoc-Polyamid-Verfahren von Atherton, Sheppard und deren Mitarbeitern und durch nachfolgende Verfeinerungen dieser Ansätze. Alternativ können sie biosysnthetisch in einem auf geeignete Weise transformierten Wirt oder durch proteolytischen Abbau eines natürlichen oder nicht-natürlichen Proteins oder Polypeptids hergestellt werden. Es kann besonders vorteilhaft sein, ein rDNA-Konstrukt so zu gestalten, daß eine große Länge eines repetitiven Polypeptids hergestellt wird, das dann chemisch oder proteolytisch gespalten wird, um viele Moleküle gemäß der Erfindung zu erhalten. Chemische Spaltung kann durch Bromcyan-Spaltung, z. B. von Asp-Asp- Bindungen, geschehen. Alternativ kann Spaltung nicht notwendig sein, wenn zwischen jeder helixbildenden Sequenz nur eine kurze nicht-helixbildende Sequenz geschaffen wird. In einem solchen Fall sollte die nicht-helixbildende Sequenz so flexibel wie möglich sein, so daß aufeinanderfolgende Helices alle die Baumstamm- im-Wasser- Orientierung an der Fett/Wasser-Grenzfläche einnehmen können.

Beispiele

Das Verfahren der Peptidgestaltung wurde auf Papier mit zwei zeichnerischen Hilfen durchgeführt. Eine war ein Helix-Rad (Schiffer und Edmundson, 1967), das eine zweidimensionale Darstellung einer die Länge ihrer Achse herunter betrachteten α-Helix ist (z. B. Fig. 1). Sie veranschaulicht die Art und Weise, in der die Aminosäureseitenketten von der Helix radial abstehen und umfaßt deren zylindrische Oberfläche. Dies ermöglichte, daß die parallel zur Helixachse zwischen verschiedenen Strukturelementen verlaufenden Grenzen, insbesondere diejenigen der hydrophoben und hydrophilen Oberflächen, definiert werden. Die andere Darstellung war ein Helix-Netz (Dunnill, 1968), das die Aminosäuren zeigt, wie wenn sie auf einen um die Helix gehüllten Zylinder, der entlang einer zur Helixachse parallelen Linie ausgeschnitten und flachgelegt wird, projiziert sind (z. B. Fig. 2). Dies ermöglicht, daß die Wechselwirkungen zwischen Aminosäuren auf benachbarten Windungen der Helix, insbesondere intramolekulare Salzbrücken, graphisch dargestellt werden.
Es wurden Gruppen von Peptiden gestaltet und synthetisiert, in denen ein einzelnes Strukturmerkmal systematisch variiert wurde, um den Effekt auf die Funktionalität zu ermitteln. Durch dieses Tun wurden Serien von Strukturen erkannt, die potentiell verwendbare oberflächenaktive Mittel wären.
Peptide wurden für eine Untersuchung durch halbautomatische Festphasen-Peptidsysnthese unter Verwendung eines CRB-Pepsynthesiser II (Cambridge Research Biochemicals Ltd., Cambridge, U. K.) erhalten. Peptide wurden aus aktiven Estern (oder gelegentlich symmetrischen Anhydriden) von 9-Fluorenyl-methoxycarbonyl-aminosäuren unter Verwendung des Standardverfahrens des Instrument-Herstellers synthetisiert. Der Ablauf von Kupplungs- und Entschützungsreaktionen wurde durch Überwachung der Extinktion der die Reaktionssäule verlassenden Flüssigkeit bei 365 nm verfolgt. Die Vervollständigung der Kupplungsreaktion wurde ferner mittels Durchführung des Kaiser-Tests (Kaiser et al, 1970) auf einigen Körnern des festen Trägers und mittels Beobachtung des Verschwindens der durch die anionische Form von 3,4-Dihydro-3-hydroxy-4-oxo- 1,2,3-benzotriazin, das mit der aktivierten Aminosäure zugegeben wurde, verursachten gelben Farbe aus der Reaktionssäule bestimmt.
Die emulsionsbildenden Wirksamkeiten von Peptiden relativ zueinander und zu Standardproteinen wurden unter Verwendung einer Variation des turbidimetrischen Verfahrens von Pierce und Kinsella (1978) bestimmt. Standard-Emulgierungsbedingungen waren 5 ml Ölsäureglycerid und 5 ml von 0,2 mg·ml&supmin;¹ Peptid oder Protein in Wasser in einem 25ml-Pyrex(eingetr. Wz.)-Glasmeßzylinder, 20 s mit einem Polytron (Kinematica GmbH, Luzern, Schweiz) bei Geschwindigkeit 5 unter Kühlen auf Eis emulgiert. Die wäßrige Phase und die frisch hergestellte Emulsion wurden beide sorgfältig im Vakuum entgast, um jeden Schaum zu entfernen. Nach dem Stehenlassen über Nacht, um zu ermöglichen, daß etwaige nicht-emulgierte Öltröpfchen koaleszieren, und damit sich die Emulsionsphase von dem restlichen Öl und den wäßrigen Phasen trennt, wurde der Volumenanteil der dispersen Phase in der Emulsion aus dem Gehalt der Phasengrenzflächen in dem Meßzylinder berechnet. Der Inhalt des Zylinders wurde vorsichtig mit einem Spatel gemischt, bis er gleichmäßig dispergiert war, und es wurde sofort eine Probe genommen und eintausendfach mit Wasser und mit 0,1%-igem Natriumdodecylsulfat (SDS) verdünnt. Die optische Dichte dieser verdünnten Emulsionen bei 500 nm war proportional zu ihrer Turbidität, was eine Bestimmung der relativen emulsionsbildenden Wirksamkeiten der Emulgatoren ergab. Höhere Turbidität in 0,1% SDS als in Wasser zeigt an, daß die emulgierten Partikel in Wasser aggregiert sind. Niedrigere Turbidität in 0,1%-igem SDS als in Wasser zeigt an, daß die Emulsion durch das zugegebene Detergens destabilisiert wird, was bedeutet, daß die emulsionsstabilisierende Wirksamkeit des Emulgators begrenzt ist.
Die Konformation der Polypeptid-Emulgatoren in wäßriger Lösung wurde aus in einem Jasco-J-600-Spektropolarimeter (Jasco Inc., Easton, Md., USA) aufgenommenen Vakuum-Ultraviolett-Circulardichroismus-Spektren bestimmt. Es wurden Spektren von Peptidlösungen von 0,1 bis 1,0 mg·ml&supmin;¹ in 25 mM Natriumphosphat pH 7,0 aufgenommen. Die Peptidkonformation wurde aus Spektren unter Verwendung des CON- TIN-Sekundärstrukturanalyse-Computerprogramms (Provencher und Glockner, 1981; Provencher 1982) bestimmt.
Die Identifizierung von verwendbaren Polypeptid-Emulgatoren und Untersuchungen ihrer Struktur-Funktions-Beziehungen begann mit einem 18 Aminosäuren-Peptid, Peptid 1, mit der Sequenz Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu- Ser-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Ser. Die Helix-Rad-Darstellung dieser Struktur (Fig. 1) zeigt die Art und Weise, wie die hydrophobe Fläche der Helix gestaltet wurde, um 200º des Bogens mit großen hydrophoben Seitenketten (Leu und Trp), flankiert von kleineren hydrophoben Seitenketten (Ala), zu bedecken. Die hydrophile Fläche bedeckt 160º des Bogens und umfaßt gleiche Anzahlen von positiv und negativ geladenen Aminosäuren (in den Figuren durch einen das Vorzeichen der von ihnen getragenen Ladung zeigenden, hochgestellten Index gekennzeichnet), flankiert von den kleinen, polaren (aber ungeladenen) Seitenketten von Serinen. Wenn einem solchen Molekül ermöglicht wird, sich an einer Grenzfläche zu orientieren, strecken sich die großen hydrophoben Seitenketten weit in die apolare Phase hinein, während die geladenen Aminosäuren diejenigen sind, die am meisten der wäßrigen Phase ausgesetzt sind.
Die Alanine und Serine befinden sich nahe der Phasengrenzfläche. Die Helix-Netz-Darstellung dieser Struktur (Fig. 2) zeigt die Art und Weise, wie die positiven und negativen Ladungen angeordnet sind, um die Anzahl potentieller intramolekularer Salzbrücken-Wechselwirkungen zu maximieren. Sie zeigt ebenfalls, daß diese Sequenz bis zu 5 Windungen einer α-Helix bilden kann, angenommen, daß es 3,6 Reste pro Windung gibt.
Circulardichroismus-Messungen an diesem Peptid bestätigten, daß seine Konformation in freier Lösung im wesentlichen helikal war (43% Helix in 25 mM Natriumphosphat pH 7,0; auf 59% steigend in dem helixfördernden Lösemittel 25% Trifluorethanol (TFE)). Die emulsionsbildende Wirksamkeit dieses Peptids war, wie durch Turbidimetrie bestimmt, ausgezeichnet. Sein Emulgieraktivitäts-Index war das 1,9-fache des Werts von Rinder-Serumalbumin (BSA) , welches das wirksamste, von Pearce und Kinsella (1978) untersuchte, natürliche Protein war. Dieser Wert würde es ebenfalls weit vor den succinylierten Hefeproteinen, die die wirksamsten von allen Emulgatoren in ihrer Untersuchung waren, liegen lassen. Mit Peptid 1 hergestellte Öl-in-Wasser-Emulsionen waren ebenfalls sehr stabil. Bei Raumtemperatur fangen individuelle Zubereitungen für Zeiträume im Bereich von 5-11 Tagen nicht an, zu brechen. Einmal gebrochen, können Emulsionen durch Aufbereitung mit dem Polytron wiedergebildet werden, was eine bemerkenswerte Beständigkeit gegen Überbearbeitung im Vergleich zu natürlichen Proteinen zeigt. Bei 90ºC war die Stabilität ähnlich der von mit BSA hergestellten Emulsionen, obgleich dies mit viel weniger Gelierung der wäßrigen Phase erreicht wurde. Ein weiterer Beweis für die ausgezeichnete Oberflächenaktivität von Peptid 1 war die Art und Weise, wie während der Emulgierung mit dem Polytron viel Schäumen stattfand und wie dieser Schaum trotz der Gegenwart von 50% Öl ausreichend stabil war, daß es einer sehr sorgfältigen Evakuierung über mehrere Minuten erforderte, um ihn zu brechen. Nach der Gewährung von Zeit zur Phasentrennung war die wäßrige Phase nicht klar, sondern war statt dessen transluzent und blieb so über einen Zeitraum von Monaten, was die mögliche Gegenwart von thermodynamisch stabilen Mikroemulsions- Partikeln andeutet. Tatsächlich zeigten alle bis heute im Zusammenhang mit dieser Untersuchung synthetisierten Peptide sowohl diese Eigenschaften als auch die im Zusammenhang mit Peptid 1 erwähnte Beständigkeit gegen Überbearbeitung.
Um den Effekt des Variierens der Polypeptid-Kettenlänge auf seine Struktur und Funktion zu bestimmen, wurde die folgende Serie von zu Peptid 1 homologen Peptiden synthetisiert und untersucht. Peptid 2 umfaßte nur acht Aminosäuren mit der Sequenz Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys, die gleichen wie die N-terminalen acht Reste von Peptid 1. Folglich ist die axiale Ansicht mit der von Peptid 1 gleich, außer daß viele Stellen auf dem Helix-Rad (Fig. 3) unbesetzt sind. Beim Zeichnen als Helix-Netz (Fig. 4) ist auch offensichtlich, daß Peptid 2 eine zu dem äquivalenten Teil von Peptid 1 ähnliche Anordnung von potentiellen intramolekularen Salzbrücken aufweist, auch wenn es nur ein Maximum von zwei Helixwindungen bilden kann. Die Peptide 6 bzw. 7 umfaßten in ähnlicher Weise 11 bzw. 15 Aminosäuren mit den Sequenzen Ser-Trp-Ala-Glu- Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Ser bzw. Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu- Ser-Lys-Leu-Leu-Glu-Ser-Leu-Ala-Lys. Diese wiesen auch, abgesehen von unbesetzten Stellen, mit Peptid 1 ähnliche axiale Ansichten (Fig. 11 und 13) und innerhalb ihrer möglichen drei und vier Helixwindungen homologe Salzbrücken-Netzwerke (Fig. 12 und 14) auf.
Peptid 3 umfaßte 26 Aminosäuren mit der Sequenz Ser-Trp- Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu-Ser-Leu-Ala-Lys-Ala- Leu-Glu-Ser-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Glu-Ser. In diesem Fall waren die
N-terminalen siebzehn Reste mit Peptid 1 gleich, und die Helix-Rad-Darstellung von Peptid 3 (Fig. 5) zeigt, wie die Ausgestaltung unter fast vollständiger Erhaltung der axialen Ansicht der Struktur erweitert wurde. Der einzige Unterschied ist eine leichte Aufweitung des von den geladenen Aminosäuren besetzten Bogens, obgleich dieser Bogen vollständig innerhalb der hydrophilen Fläche der Helix, die den gleichen Anteil der Oberfläche wie in Peptid 1 bedeckt, eingeschlossen bleibt. Die Helix-Netz-Darstellung von Peptid 3 (Fig. 6) zeigt, daß die Anordnung von potentiellen intramolekularen Salzbrücken für alle sieben Helixwindungen, die in diesem Peptid möglich sind, bewahrt und auf ähnliche Weise erweitert wird.
Die Peptide 8 bzw. 9 umfaßten 22 bzw. 29 Aminosäuren mit den Sequenzen Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu- Glu-Ser-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Glu-Ser-Leu-Ala-Lys bzw. Ser- Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu-Ser-Leu-Ala-Lys- Ala-Leu-Ser-Glu-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Ser-Glu-Leu-Leu-Lys, die das Potential zur Bildung von sechs bzw. acht α-Helixwindungen aufweisen. Wiederum wird die axiale Verteilung von geladenen, polaren und unpolaren Aminosäuren beibehalten (Fig. 15 und 17), ebenso wie das potentielle Salzbrücken-Netzwerk, abgesehen von der Orientierung einer Wechselwirkung in dem längsten Peptid (Fig. 16 und 18). Circulardichroismus-Messungen an dieser Serie von Peptiden zeigten, daß deren Lösungskonformation entscheidend von ihrer Länge beeinflußt wird. Dies wird in Fig. 19 graphisch dargestellt, die zeigt, daß in reinem wäßrigem Puffer die Neigung, eine α-Helixkonformation anzunehmen, bei diesen Peptiden oberhalb etwa 11 Aminosäuren in der Länge dramatisch ansteigt. Gleichzeitig dazu gibt es einen in gleicher Weise dramatischen Anstieg bei ihren Emulgieraktivitäts-Indizes von mit guten natürlichen Proteinen (z. B. BSA, etwa 1000 m²g&supmin;¹ in diesem System) vergleichbaren Werten bis zu dem außergewöhnlich hohen Wert, der für Peptid 1 gemessen wurde, sowie darüber für längere Analoge. Dies ist ein guter Beweis dafür, daß die Fähigkeit, in rein wäßriger Lösung eine amphipatische Konformation anzunehmen, statt sich beim Erreichen einer Grenzfläche in eine solche Struktur zurückfalten zu müssen, eher die Oberflächenaktivität erhöht. Weiterhin wird dadurch gezeigt, daß unsere Anstrengungen, Peptide mit dieser Eigenschaft zu gestalten, bei Peptiden dieses Typs, der länger als etwa 11 Aminosäuren (äquivalent zu etwa drei Windungen einer α-Helix) ist, besonders erfolgreich waren, der länger als etwa 11 Aminosäuren (äquivalent zu etwa drei Windungen einer α-Helix) ist, besonders erfolgreich waren.
Die Emulsionsstabilität war empfindlich gegen Schwankungen bei den Lagerungsbedingungen (z. B. Raumtemperatur) , was bedeutete, daß die Lebensdauern von bei verschiedenen Bedingungen hergestellten Emulsionen nicht genau vergleichbar waren. Wenn jedoch Emulsionen am gleichen Tag mit verschiedenen Peptiden hergestellt und zusammen gelagert wurden, stieg die Emulsionsstabilität im Einklang mit der Peptidlänge an, typischerweise von 1-3 Tagen für Peptid 2 (acht Aminosäuren) auf mehrere Wochen für die Peptide 3 und 9 (26 und 29 Aminosäuren).
Aus diesen Experimenten ergibt sich ein konsistentes Bild. Indem die Polypeptid-Kettenlänge von zwei Windungen (Peptid 2) auf fünf Windungen (Peptid 1) der Helix erhöht wird, nehmen Helixkonformation sowie emulsionsbildende und -stabilisierende Wirkungen rasch zu. Eine weitere Erhöhung der Länge auf sieben Windungen (Peptid 3) der Helix führt zu einer weiteren, mehr graduellen Erhöhung aller dieser Eigenschaften. Obgleich es eine allgemeine Regel ist, daß je länger die Polypeptidkette ist, desto besser seine Emulgierwirkung ist, befinden sich beide Peptide 2 und 3 unter dem Satz von Strukturen mit ausgezeichneter Funktionalität, verglichen mit von Proteinen und Fettsäuren abgeleiteten Emulgiermitteln.
Das nächste Strukturmerkmal, das zum Untersuchen seiner Beziehung zur Funktionalität variiert werden sollte, war die Balance zwischen den hydrophoben und hydrophilen Oberflächenbereichen. Die Peptide 1-3 wiesen alle hydrophobe Flächen, die 200º des Bogens einnehmen, und hydrophile Flächen, die die restlichen 160º des Bogens einnehmen, auf. Peptid 4 war ein 22-Reste-Polypeptid mit der Sequenz Ser-Trp-Leu-Glu-Leu-Leu-Leu-Lys-Leu-Leu-Ala-Ala- Leu-Leu-Glu-Leu-Leu-Leu-Lys-Leu-Leu-Ser. Es wurde mit einer großen, 280º des Bogens einnehmenden, hydrophoben Oberfläche und einer schmalen, auf die restlichen 80º des Bogens beschränkten, hydrophilen Fläche entworfen (Fig. 7). Die hydrophile Fläche war so schmal, daß es erforderlich war, sie vollständig mit geladenen Aminosäuren zu besetzen, um ein rudimentäres Salzbrücken-Netzwerk zu behalten (Fig. 8), das auf irgendeine Weise den anderen Peptiden ähnlich war. Das Gegenteil von diesem war das 18 Reste-Peptid 5 mit der Sequenz Ser-Trp-Glu-Glu-Glu-Leu-Lys-Lys-Ser-Ser-Glu- Glu-Leu-Lys-Lys-Lys-Leu-Ser. Die hydrophobe Fläche dieses Peptids war auf 80º des Bogens beschränkt, während die hydrophile Fläche 280º des Bogens besetzte (Fig. 9). Bei solch einer schmalen hydrophoben Fläche wurde beschlossen, sie mit großen hydrophoben Seitenketten zu füllen. Das wichtigste Merkmal dieses Peptids befand sich jedoch in der hydrophilen Fläche, wo das Netzwerk von potentiellen Salzbrücken von seiner nahezu linearen Anordnung in den anderen Peptiden zu einem flächenartigen Netzwerk ihn eine zusätzliche Dimension erweitert wurde (Fig. 10). Dies dient zum Stabilisieren seiner Helixkonformation in maximalem Umfang, weil solch ein Molekül, selbst wenn es sich an einer Grenzfläche ausrichtet, wahrscheinlich umfassend solvatisiert wird.
Peptid 5 (18 Aminosäuren) zeigte emulsions-bildende Wirksamkeit, die zwischen den Werten für Peptid 1 (18 Aminosäuren) und Peptid 3 (26 Aminosäuren) lag. Sein Circulardichroismus-Spektrum zeigte keine α-Helixstruktur in rein wäßriger Lösung, aber es wies eine beachtliche Neigung auf, solch eine Konformation bei helixfördernden Bedingungen anzunehmen (z. B. 35% Helix in 50% TFE). Dies war eine viel größere Verstärkung, als andere Peptide in solch einem Lösemittel zeigten, und deutet wahrscheinlich auf sein Verhalten an einer Grenzfläche hin, die eine extrem helixfördernde Umgebung wäre.
Peptid 4 (22 Aminosäuren) war wegen seiner extremen Hydrophobie schwer zu handhaben, daher sind Circulardichroismus-Spektren für dieses noch nicht verfügbar. Seine Emulgierwirkung war der von etwas längeren Peptiden ähnlich, und es produzierte von allen bisher untersuchten Peptiden die stabilsten (etwa zwei Monate) Emulsionen. Es wies außerdem eine gewisse Tendenz zur Bildung einer Wasser-in-Öl-Emulsion neben der üblicheren Öl-in-Wasser- Emulsion auf.
Die jeweiligen von hydrophoben und hydrophilen Aminosäuren eingenommenen Bögen, betrachtet bei einer Längsansicht wie Fig. 1, wurden weiter variiert durch Herstellung der Peptide 10 bis 13, deren Strukturen oben gegeben wurden. Die Peptide 5, 10, 11, 1, 12, 4 und 13 bilden eine Serie, in der diese Bögen 80 : 280, 120 : 240, 160 : 200, 200 : 160, 240 : 120, 280 : 80 bzw. 320:40, sind. Es wurde gefunden, daß eine Erhöhung der Hydrophobie des Peptids bewirkt, daß es Emulsionen ohne wesentlichen Verlust der Fähigkeit zur Bildung einer Emulsion hochwirksam stabilisiert.
Es scheint jedoch wahrscheinlich, daß die hydrophoberen von solchen Peptide noch beachtlichere Grenzflächeneigenschaften aufweisen können als die erste Serie von Peptiden (Peptide 1, 2, 3, 6, 7, 8 und 9), besonders bezüglich Stabilisierung und Verwendbarkeit im Zusammenhang mit Wasser- in-Öl -Emulsionen.
Weitere Peptide wurden synthetisiert, die auf Peptid 1 basieren, aber Substitutionen von Aminosäuren des gleichen Typs aufweisen.
Die Peptide haben die folgenden Sequenzen:
(14) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Arg-Leu-Leu- Glu-Ser-Leu-Ala-Arg-Ala-Leu-Ser-COOH (basisch: beide Lys- Reste von Peptid 1 wurden durch Arg ersetzt)
(15) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-His-Leu-Leu- Glu-Ser-Leu-Ala-His-Ala-Leu-Ser-COOH (basisch: beide Lys durch His ersetzt)
(16) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Asp-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu- Asp-Ser-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Ser-COOH (sauer: beide Glu durch Asp ersetzt)
(17) NH&sub2;-Thr-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Thr-Lys-Leu-Leu- Glu-Thr-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Thr-COOH (ungeladen hydrophil: alle vier Ser durch Thr ersetzt)
(18) NH&sub2;-Gln-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Gln-Lys-Leu-Leu- Glu-Gln-Leu-All-Lys-Ala-Leu-Gln-COOH (ungeladen hydrophil: alle vier Ser durch Gln ersetzt)
(19) NH&sub2;-Asn-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Asn-Lys-Leu-Leu- Glu-Asn-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Asn-COOH (ungeladen hydrophil: alle vier Ser durch Asn ersetzt)
(20) NH&sub2;-Met-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Met-Lys-Leu-Leu- Glu-Met-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Met-COOH (ungeladen hydrophil: alle vier Ser durch Met ersetzt)
(21) NH&sub2;-Cys-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Cys-Lys-Leu-Leu- Glu-Cys-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Cys-COOH (ungeladen hydrophil: alle vier Ser durch Cys ersetzt)
(22) NH&sub2;-Ser-Trp-Gly-Glu-Gly-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu- Glu-Ser-Leu-Gly-Lys-Gly-Leu-Ser-COOH (wenig hydrophob: alle vier Ala durch Gly ersetzt)
(23) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Val-Ser-Lys-Val-Val- Glu-Ser-Val-Ala-Lys-Ala-Val-Ser-COOH (beträchtlich hydrophob: alle fünf Leu durch Val ersetzt; Trp am Platz gelassen)
(24) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Ile-Ser-Lys-Ile-Ile- Glu-Ser-Ile-Ala-Lys-Ala-Ile-Ser-COOH (große hydrophobe Anteile: alle fünf Leu durch Ile ersetzt; Trp am Platz
(25) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Phe-Ser-Lys-Phe-Phe- Glu-Ser-Phe-Ala-Lys-Ala-Phe-Ser-COOH (beträchtlich hydrophob: alle fünf Leu durch Phe ersetzt; Trp am Platz gelassen)
(26) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Trp-Ser-Lys-Trp- Glu-Ser-Trp-Ala-Lys-Ala-Trp-Ser-COOH (beträchtlich hydrophob: alle fünf Leu durch Trp ersetzt)
(27) NH&sub2;-Thr-Trp-Gly-Asp-Gly-Ile-Thr-Arg-Ile-Ile- Asp-Thr-Ile-Gly-Arg-Gly-Ile-Thr-COOH (alle Arten geändert)
(28) NH&sub2;-Tyr-Trp-Tyr-Glu-Tyr-Phe-Tyr-Lys-Phe-Phe- Glu-Tyr-Phe-Tyr-Lys-Tyr-Phe-Tyr-COOH (alle unveränderten Seitenketten aromatisch)
Peptid 26 produzierte besonders große Mengen von Schaum. Peptide 13, 25 und 26 scheinen besonders stabile Emulsionen zu produzieren (18 bis 41 Tage).

Verweise

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Abkürzungen

BSA: Rinderserumalbumin,
SDS: Natriumdodecylsulfat,
TFE: Trifluorethanol

Claims

1. Verwendung eines Polypeptids, im wesentlichen bestehend aus mindestens einem Bereich mit der Fähigkeit zur Bildung einer mindestens zwei Windungen aufweisenden α-Helix mit hydrophilen und hydrophoben axialen Domänen, derart, daß der betreffende Bereich des Polypeptids an einer Fett/Wasser-Grenzfläche mit der hydrophilen Domäne in der Wasserphase und der hydrophoben Domäne in der Fettphase liegen kann, als Emulgator in einem Industrieverfahren oder -produkt.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das gesamte Polypeptid entlang der Fett/Wasser-Grenzfläche mit der hydrophilen Domäne in der Wasserphase und der hydrophoben Domäne in der Fettphase zu liegen vermag.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei es lediglich eine hydrophobe Domäne, eine hydrophile Domäne und keine Domänen dazwischenliegender Polarität gibt.

4. Verwendung nach Anspruch 3, wobei die hydrophobe Domäne 80º bis 280º des durch die Helix festgelegten Kreises einnimmt.

5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aminosäuren in der hydrophoben Domäne zur Stabilisierung der Gesamtkonfiguration durch hydrophobe Wechselwirkungen beitragen.

6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hydrophilen Aminosäuren derart sind, daß zwischen Aminosäuren, die drei oder vier Reste entfernt sind, intramolekulare Salzbrücken gebildet werden.

7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens 80% der Rückgrataminosäuren in einer helixbildenden Sequenz vorliegen.

8. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es im Peptid mindestens 11 Aminosäuren gibt und die α-Helix mindestens vier Windungen aufweist.

9. Polypeptid, ausgewählt aus der Gruppe:

(1) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu-Ser- Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Ser-COOH

(2) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-COOH

(3) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Alu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu-Ser Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Glu-Ser-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Glu-Ser-COOH

(4) NH&sub2;-Ser-Trp-Leu-Glu-Leu-Leu-Leu-Lys-Leu-Leu-Ala-Ala- Leu-Leu-Glu-Leu-Leu-Leu-Lys-Leu-Leu-Ser-COOH

(5) NH&sub2;-Ser-Trp-Glu-Glu-Glu-Leu-Lys-Lys-Ser-Ser-Glu-Glu- Leu-Lys-Lys-Lys-Leu-Ser-COOH

(6) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Ser-COOH

(7) NH&sub2;Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu-Ser-Leu- Ala-Lys-COOH

(8) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu-Ser- Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Glu-Ser-Leu-Ala-Lys-COOH

(9) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu-Ser- Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Ser-Glu-Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Ser-Glu-Leu-Leu- Lys-COOH

(10) NH&sub2;-Ser-Trp-Ser-Glu-Glu-Leu-Lys-Lys-Ala-Ala-Glu-Glu- Leu-Lys-Lys-Ser-Leu-Ser-COOH

(11) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ser-Leu-Lys-Lys-Ala-Ala-Glu-Glu- Leu-Ser-Lys-Ala-Leu-Ser-COOH

(12) NH&sub2;-Ser-Trp-Leu-Glu-Ala-Lew-Ala-Lys-Leu-Leu-Ser-Ser- Leu-Ala-Glu-Ala-Leu-Ala-Lys-Leu-Leu-Ser-COOH

(13) NH&sub2;-Ser-Trp-Leu-Ala-Ala-Leu-Leu-Glu-Leu-Leu-Leu-Ala- Leu-Leu-Ala-Leu-Leu-Leu-Lys-COOH

(14) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-Arg-Leu-Leu-Glu-Ser- Leu-Ala-Arg-Ala-Leu-Ser-COOH

(15) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Ser-His-Leu-Leu-Glu-Ser- Leu-Ala-His-Ala-Leu-Ser-COOH

(16) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Asp-Ala-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Asp-Ser- Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Ser-COOH

(17) NH&sub2;-Thr-Trp-Ala-Leu-Ala-Leu-Thr-Lys-Leu-Leu-Glu-Thr- Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Thr-COOH

(18) NH&sub2;-Gln-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Gln-Lys-Leu-Leu-Glu-Gln- Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Gln-COOH

(19) NH&sub2;-Asn-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Asn-Lys-Leu-Leu-Glu-Asn- Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Asn-COOH

(20) NH&sub2;-Met-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Met-Lys-Leu-Leu-Glu-Met- Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Met-COOH

(21) NH&sub2;-Cys-Trp-Ala-Glu-Ala-Leu-Cys-Lys-Leu-Leu-Glu-Cys- Leu-Ala-Lys-Ala-Leu-Gys-COOH

(22) NH&sub2;-Ser-Trp-Gly-Glu-Gly-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Glu-Ser- Leu-Gly-Lys-Gly-Leu-Ser-COOH

(23) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Val-Ser-Lys-Val-Val-Glu-Ser- Val-Ala-Lys-Ala-Val-Ser-COOH

(24) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Ile-Ser-Lys-Ile-Ile-Glu-Ser- Ile-Ala-Lys-Ala-Ile-Ser-COOH

(25) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Phe-Ser-Lys-Phe-Phe-Glu-Ser- Phe-Ala-Lys-Ala-Phe-Ser-COOH

(26) NH&sub2;-Ser-Trp-Ala-Glu-Ala-Trp-Ser-Lys-Trp-Trp-Glu-Ser- Trp-Ala-Lys-Ala-Trp-Ser-COOH

27) NH&sub2;-Thr-Trp-Gly-Asp-Gly-Ile-Thr-Arg-Ile-Ile- Asp-Thr-Ile-Gly-Arg-Gly-Ile-Thr-COOH

(28) NH&sub2;-Tyr-Trp-Tyr-Glu-Tyr-Phe-Tyr-Lys-Phe-Phe-Glu-Tyr- Phe-Tyr-Lys-Tyr-Phe-Tyr-COOH,

und deren Varianten, bei denen (i) Gln durch Glu ersetzt ist oder umgekehrt und/oder (ii) Asn durch Asp ersetzt ist oder umgekehrt und/oder (iii) es bis zu zwei nicht-helixbildende Aminosäuren an jedem Ende des Peptids gibt.

10. Fertiges Kolloidsystem mit einem Polypeptid nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Emulgator.

11. Verfahren zur Herstellung eines Polypeptids nach Anspruch 9 durch Peptidsynthese oder durch Züchten einer mit einer DNA-Sequenz mit Kodierung für das Polypeptid transformierten und zur Expremierung einer solchen Sequenz fähigen Wirtzelle oder durch chemischen oder proteolytischen Abbau eines natürlichen oder nicht-natürlichen Proteins oder Polypeptids.

12. Nucleotidsequenz mit Kodierung für ein Polypeptid nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

13. Peptid, bestehend im wesentlichen aus mindestens einem Bereich mit der Fähigkeit zur Bildung einer mindestens zwei Windungen aufweisenden α-Helix mit hydrophilen und hydrophoben axialen Domänen derart, daß der betreffende Bereich an einer Fett/Wasser-Grenzfläche mit der hydrophilen Domäne in der Wasserphase und der hydrophoben Domäne in der Fettphase zu liegen vermag, dadurch gekennzeichnet, daß das Peptid mindestens 11 Aminosäurereste aufweist, wobei Peptide mit 15 oder mehr Aminosäureresten ausgeschlossen sind.