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pH值的改变是食品加工过程中不可避免的环节,也是目前生产食物分离蛋白的基本原理之一。水产蛋白的溶解性、凝胶、乳化等一些列功能特性都会受到pH值很大的影响,蛋白质功能特性的改变从根本上来讲是其蛋白质结构的变化引起,而肌球蛋白是水产蛋白的主要功能成分之一,所以有必要充分理解肌球蛋白的结构与pH值变化之间的关系。本研究以罗非鱼为原料,采用硫酸铵分级沉淀法提取肌球蛋白(纯度高于92%),以SDS-PAGE、表面疏水性、色氨酸荧光光谱、总/活性巯基含量、圆二色谱、微量差示热量扫描等为指标,从分子角度研究了高离子强度(0.6mol/L KCl)、生理离子强度(0.15mol/L KCl)、低离子强度(0.02 mol/L)条件下,广泛pH值(2.0-12.0)范围内肌球蛋白去折叠和重折叠过程中分子结构的变化,在此基础上添加SDS和β-环糊精(β-CD)组成的人工分子伴侣体系,探讨人工分子伴侣体系辅助肌球蛋白重折叠折叠的效果,以期达到促进低值水产蛋白资源的高值化利用以及新型蛋白资源的开发,扩大水产蛋白的应用范围的目的。主要研究结果如下:1、在pH 2.012.0范围内,pH值偏离中性环境时,肌球蛋白的表面疏水性升高,色氨酸荧光最大吸收峰值下降,总巯基和α-螺旋含量下降,在极端酸性(pH 3.0)和碱性(pH 11.0)条件下,肌球蛋白表面疏水,性达到最大,色氨酸荧光最大吸收峰值最小,表明肌球蛋白分子发生了去折叠行为,且去折叠的程度与pH值偏离中性的程度呈正相关;而在极端酸性(pH 3.0→2.0)和碱性(pH 11.0→12.0)范围内,肌球蛋白表面疏水性下降,其原因可能是由于肌球蛋白分子展开一定程度后分子间可能通过疏水相互作用发生了重折叠,非还原电泳图中200k Da分子量条带的减少及分子量高于200k Da条带的出现进一步说明去折叠后的肌球蛋白分子间通过二硫键的形成生成高聚物;Micro-DSC研究显示,未处理的肌球蛋白有三个典型的热变性温度(Tm1、Tm和Tm3),分别为38.4、45.4和47.9℃,而酸/碱去折叠处理后肌球蛋白热变性温度Tm1及Tm2变化不大,但其对应的热焓值增大,而在实验条件下,大部分pH值条件下肌球蛋白的热变性温度Tm3及相应热焓值都不可测,表明肌球蛋白分子在热变性检测之前已经发生了变性。2、在中性pH范围内,三种离子强度(0.6mol/L、0.15mol/L和0.02mol/L KCl)条件下分子酸/碱去折叠行为比较而言,随着盐浓度的增大,肌球蛋白的溶解性增大,分子的表面疏水性增加,由此表明高盐浓度可使肌球蛋白等电点向酸性方向偏移,肌球蛋白分子发生部分去折叠行为,肌球蛋白与水分子的相互作用增强,发生盐溶现象;而偏离中性的pH值范围内,随着盐浓度的增大,肌球蛋白分子的表面疏水性下降,色氨酸荧光强度增大,由此表明盐离子对肌球蛋白分子具有保护作用。3、在极端酸性(pH 3.0和2.0)条件下,进一步研究不同种类酸(HCl、H2SO4、H3PO4、C6H8O7)诱导肌球蛋白去折叠的研究显示,肌球蛋白经过酸处理后分子部分展开,表面疏水性和活性巯基含量增加,色氨酸荧光强度下降,α-螺旋含量降低,且pH 2.0条件下处理的肌球蛋白去折叠程度大于pH3.0;比较而言,pH2.0条件下,C6H8O7处理的肌球蛋白展开程度最大,α-螺旋含量由41.7%降低至20.5%;pH3.0条件下H2SO4处理的肌球蛋白结构展开程度最大,溶解性下降最明显;而HCl诱导的肌球蛋白去折叠过程中,蛋白分子变性程度最小,α-螺旋含量下降不明显,分子稳定性较好,呈“熔球态”构象。4、在0.6mol/L KCl溶液中,酸/碱变性肌球蛋白经pH值调节到中性重折叠处理后,分子的表面疏水性下降,色氨酸荧光强度值增大,但与未经处理的肌球蛋白分子比较,端酸/碱变性的分子重折叠后仍保持较高的表面疏水活性,色氨酸荧光仍明显降低,α-螺旋含量降低,表明重折叠后肌球蛋白分子结构并不能完全恢复至天然状态;重折叠后肌球蛋白总巯基含量低于未处理,活性巯基高于未处理,说明肌球蛋白展开过程中形成的二硫键及暴露的巯基在重折叠过程中没能完全恢复;比较而言,变性肌球蛋白经等电点调节处理在回复中性重折叠的分子疏水活性升高、总/活性巯基含量下降、色氨酸荧光最大吸收峰值降低,肌球蛋白的变性更加明显,分子稳定性较差。5、在0.15mol/L和0.02mol/L KCl溶液中,酸/碱变性肌球蛋白经pH值调节到中性重折叠处理后,分子的表面疏水性、巯基含量及色氨酸荧光最大吸收峰值均低于未处理的样品;α-螺旋含量变化明显,其主要趋势为中性pH条件下α-螺旋含量较高且变化不明显,等电点及极端pH条件下变性的肌球蛋白重折叠后其α-螺旋含量较低,最终体系溶解度均高于各离子强度下未处理的肌球蛋白溶解度。6、人工分子伴侣辅助重折叠酸/碱变性肌球蛋白的研究显示,极端酸性条件下(pH2.0,3.0)人工分子伴侣体系最佳SDS与β-CD浓度分别为4mmol/L,8mmol/L,极端碱性条件下(11.0,12.0),相应的浓度分别为2mmol/L,4mmol/L;在0.6mol/L KCl溶液中,人工分子伴侣辅助酸碱变性肌球蛋白重折叠表面疏水活性由酸碱诱导重折叠的7000左右降低至4500;色氨酸及圆二色谱研究结果都表明,ACA在低离子及高离子强度下都能较好的辅助肌球蛋白的重折叠,而在生理离子强度下,促进了肌球蛋白的变性;同时结果也表明ACA辅助碱性条件下肌球蛋白重折叠的效果好于酸性条件。