植物蛋白通过肠道菌群调节脂质代谢研究进展

近年来,由于饮食习惯的变化,肥胖、高脂血症、冠状动脉粥样硬化、非酒精性脂肪肝等疾病的患病率逐年增加,由脂质代谢紊乱引发的慢性疾病严重威胁着人类健康与生活。植物蛋白是一种优质的食品加工原辅料,除提供日常生命生存所需能量外,还具多种加工特性及营养特性,大量研究表明植物蛋白在调节脂质代谢方面发挥着关键作用。本文综述了膳食植物蛋白的体内外降脂效果,总结甘氨酸、精氨酸、亮氨酸等氨基酸在蛋白质中的组成对降脂效果的影响;以肠道内对胆汁酸、胆固醇的吸附作用,提高/抑制胆固醇合成、脂肪酸氧化、胆固醇转化为胆汁酸等过程的限速酶活力,调节PPAR、胆固醇吸收、脂质合成等途径相关基因表达,改善肠道微生物与代谢物组成这几个途径对其降脂机理进行探讨,并对植物蛋白未来发展方向及应用潜力进行分析,旨在为植物蛋白调节脂质代谢相关研究提供一定参考,以期促进植物蛋白的研发与应用。

     

7 种牛奶蛋白基因在大肠杆菌中的异源表达

通过将牛奶中的αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白、α-乳清蛋白、β-乳球蛋白及白蛋白共7种主要蛋白基因在大肠杆菌中进行了异源表达,并对其中的三种乳清蛋白进行了 Western-blot验证。研究结果显示,大肠杆菌可成功表达7种牛奶蛋白,且未被降解。这表明将大肠杆菌作为产生重组牛奶蛋白的底盘细胞具有较好的应用潜能,以上研究对后续进一步开发人造牛奶奠定了基础。     

氚离子束标记新技术

本文介绍一种先进的氚离子束标记技术,用于蛋白质、肽和非挥发性有机化合物的氚标记。在该技术中,加速受激发的氚离子束,去轰击固体样品,发生氢－氚交换反应。氚化大豆胰蛋白酶抑制剂、核糖核酸酶A、弹性蛋白和茯苓聚糖等十一种化合物已用此法制备。氚化粗产物经透析、离子交换色层和凝胶过滤等方法纯化后,蛋白质和聚糖的比活性一般可达37GBq/mmol以上,没有放射性副产物和具有与天然物质相同的生物活性。氚化蛋白质的氨基酸分析表明,在蛋白质中,His、 Tyr和Phe残基具有较高的比活性而Val、Ile和Ser残基的比活性较低。     

羟基-α-山椒素与肌原纤维蛋白互作及其麻味感知机制

花椒中的酰胺类物质羟基-α-山椒素(α-SOH)与蛋白质的相互作用可增强川菜中肉类菜肴的麻味。为明晰肉类加工中二者的结构变化及附着情况,探究热诱导(60,70,90 ℃)的猪肉肌原纤维蛋白(MPs)与α-SOH的互作机制,并通过分子对接解析α-SOH的麻味激活机制。结果表明,α-SOH可增加α-SOH/MPs复合物的表面疏水性,促进热处理MPs的解聚。α-SOH酰胺基团中的N-H键易与氨基酸残基之间形成稳定氢键,改变蛋白的亚基聚集状态,从而显著减弱SDS-PAGE上大于45 ku的条带。荧光图谱和圆二色谱结果证实α-SOH导致蛋白二级结构由规则向无序状态转变。适度热处理(60 ℃和70 ℃)的MPs更易与α-SOH形成复合物,从而降低游离α-SOH含量。分子对接结果显示,α-SOH激活麻味是通过与TRPV1受体上的L681结合产生。本试验阐明MPs与α-SOH的互作机制以及激活麻味的机理,可为肉制品加工中的麻味调控提供理论依据。     

双螺杆挤压处理对小麦蛋白组织化程度的影响

应用双螺杆挤压技术,以谷朊粉、面粉、小苏打、单甘酯、水作为原料,研究不同配方对小麦蛋白组织化特性的影响,采用四因素三水平响应面分析法优化配方。结果表明,制备小麦组织蛋白的最优配方为:以面粉100g作为基准,水添加量70.19g,谷朊粉添加量16.17g,单甘酯添加量2.54g,小苏打添加量2.52g,该条件下预测挤压产物的组织化度为1.133。经实验验证组织化度为1.112±0.018。      

群体感应信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成机制的研究进展

乳酸菌生物膜具有黏附性、抗逆性以及抗菌活性等多种物理特性和生理功能,被广泛应用于改善食品质构以及食品的生物保鲜中。乳酸菌生物膜的形成需经历附着、形成、成熟、老化脱落和重新附着5个阶段,其形成受到群体感应系统的调控。群体感应系统(quorum sensing system,QS)是细菌中广泛存在的一种基因表达调控系统,该系统通过信号分子靶向调控相关基因的表达,从而调控细菌的生理功能。LuxS/AI-2型QS是调控乳酸菌益生特性的主要群体感应系统。明悉乳酸菌的LuxS/AI-2型QS及其调控生物膜形成的机制,对于乳酸菌在食品工业中的进一步应用至关重要。重点介绍了乳酸菌生物膜的形成过程,以及LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜形成的5个调控元件,即信号分子AI-2(autoinducer-2)、关键调控基因(luxS、tuf、fba、gap)、关键调控蛋白(LuxS、LacI、AraC、PadR以及Rbs家族蛋白)、信号分子AI-2的可能受体蛋白(LuxP、LsrB、RbsB和含有dCACHE结构域的受体蛋白)以及关键代谢路径的最新研究进展;总结了信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成的可能分子机制,以及信号分子AI-2受体蛋白的筛选策略。希望为深入了解LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜的形成提供理论指导。     

乳酸菌的热胁迫研究进展

乳酸菌和其他自由生活的微生物一样,在发酵及食品加工、贮藏过程中经常暴露于各种环境胁迫条件下,包括饥饿胁迫、渗透压胁迫以及热胁迫等,增加胁迫抗性是提高生物量及代谢产物积累的有效策略。热胁迫可能是自然界及工业应用中微生物所面临的最常见压力。目前研究表明来自不同生境的乳酸菌通过基因表达的快速变化对温度的突然升高做出反应,从而导致热休克蛋白的蛋白质水平升高。热休克蛋白在进化过程中具有高度保守性,在正常条件下,其有助于受体调节,细胞骨架稳定及蛋白质的折叠、组装、运输、降解。在热胁迫条件下,其功能变得尤为重要。综述了乳酸菌的热胁迫耐受机制及不同乳酸菌的热胁迫反应,为研究乳酸菌热胁迫应答机制提供一定的理论借鉴,有利于乳酸菌的工业化应用。     

利用PiggyBac转座子系统快速控制GPI锚定蛋白的表达

GPI锚定蛋白的合成是一个发生在内质网中多步骤、多基因参与的过程。PIGK是GPI锚定蛋白转酰胺酶复合物的一个催化亚基,负责把GPI前体转移到蛋白质上。作者在人体胚胎肾细胞(HEK 293)中获得了PIGK敲除的细胞株,敲除PIGK的细胞不能表达GPI锚定蛋白。利用piggyBac(PB)转座子系统,在细胞中重新插入PIGK基因,细胞膜表面的GPI锚定蛋白恢复表达。实验成功构建了HEK293pB-PIGK细胞株并命名为G36,通过引入PB转座酶或FLP重组酶,可以控制GPI锚定蛋白的表达。本系统可以快速调控细胞表面蛋白质的表达并能够用于基础研究和工业应用。     

Apparent heterogeneity of recombinant interferon γ receptors produced in prokaryotic and eukaryotic expression systems

Recombinant proteins show several types of heterogeneity and post-translational modifications which are usually related to their production system. The apparent heterogeneity of recombinant interferon γ receptors and interferon γ receptor–immunoglobulin G fusion proteins expressed in Escherichia coli, baculovirus-infected insect cells and Chinese hamster ovary cells have been studied. In general, all proteins tested showed some type of heterogeneity which was detectable by sodium dodecyl sulfate–polyacrylamide gel electrophoresis. The E. coli-derived receptor included non-native conformations involving mispaired or non-formed disulfides. This type of heterogeneity affected the biological activity of the protein. In addition, the prokaryotic protein had trapped phosphoric acid during downstream processing. The phosphoric acid entrapment did not affect ligand binding capacity. The eukaryotic proteins showed heterogeneity because of the unequal cleavage of the signal peptide and because of differences in glycosylation. The latter types of heterogeneity did not affect activity. Glycosylation-related heterogeneity was partially derived from the unequal utilization of the potential N-glycosylation sites and differently affected the apparent molecular masses and migrations of the proteins on polyacrylamide gels. The results may be useful in characterization studies of recombinant proteins.     

Changes in the ultrastructure and texture of prawn muscle (Macrobrachuim rosenbergii) during cold storage

Changes in the ultrastructure and proteolytic activity of prawn muscle were determined during storage at 5 °C, in order to better understand changes in physical and sensory texture measurements. Progressive deterioration of myofibril structure was observed during refrigeration of prawn for 14 d. The loss of density and order in Z-line alignment was first detected after 3 d of storage. Progressive disruption of Z-line, I-bands and M-lines was observed after 4-6 d of storage. Muscle degradation included pronounced disruption of the mitochondria as revealed by swollen cristae, loss of cristae material, and membrane breakage. Along with ultrastructural changes, decreased shear force values and mean textures scores were measured. An initial shear force value of 18.21 N/g decreased to 14.50, 12.46, and 10.79 N/g on days 3, 6, and 14, respectively. Mean texture scores indicated that prawn muscle maintained firm texture during 0-3 d of storage, and became soft during 4-6 d of storage. After 6 d of storage, the prawn texture was very soft. Increased deterioration of the muscle ultrastructure coincided with the increase of proteolytic microorganisms and salt soluble muscle proteins found by Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. It is concluded that the weakening of the ultrastructure is related to proteolytic activity and results in a more soft texture in prawns.