论文部分内容阅读
食物过敏(Food Allergy,FA)是世界各地普遍存在的一个食品安全问题,其发病率的不断增长,引起了人们的广泛关注。花生是八大食物过敏原之一,其引起的过敏反应具有终身性,严重时会导致过敏性休克,危及生命。Ara h2被认为是花生中致敏性最强的过敏原,通过加工降低它的致敏性,对保障食品安全具有重要意义。 本研究优化了微生物转谷氨酰胺酶(MTG)交联花生过敏原Ara h2的条件,表征了Ara h2蛋白在经还原、交联处理后结构的变化,分析了还原蛋白和交联蛋白的消化稳定性,并评估了它们的致敏性。研究的主要方法、结果及结论如下: 1首先对Ara h2进行还原处理,探讨还原处理对花生过敏原Ara h2交联性质的影响,然后分析其他各反应条件对交联的影响,建立了花生过敏原Ara h2交联反应体系。天然Ara h2在MTG催化下不易发生交联,经过二硫苏糖醇(DTT)还原处理之后,Ara h2中的游离氨基暴露出来,在MTG的催化下形成了聚合物。实验中发现,除还原剂浓度外其它因素对蛋白交联的影响较小,优化得到的最佳交联条件为:当蛋白浓度为1 mg/mL时,还原剂 DTT浓度为0.1 mg/mL,酶活蛋白比为300 U/g,溶液pH值为7.5,反应温度为50℃,反应时间为3h。 2利用液质联用(LC-MS)分析交联Ara h2蛋白的一级结构,然后对得到的质谱数据与理论交联片段相匹配,寻找交联位点。采用圆二色谱、紫外光谱以及荧光光谱分析还原蛋白和交联蛋白的高级结构变化。实验中从质谱数据中匹配出5个交联肽段,发现K130是较为活跃的交联位点,这些交联位点涉及到5个线性过敏原表位。蛋白还原后α-螺旋含量降低,β-折叠含量升高,紫外吸光强度升高,蛋白的疏水性明显增强,说明蛋白还原后其结构展开。而蛋白交联后α-螺旋结构含量升高,β-折叠结构含量降低,紫外吸光强度低于天然蛋白和还原蛋白,说明蛋白经交联后结构变得更加紧密。 3采用模拟胃、肠消化研究还原蛋白与交联蛋白的消化性变化。研究显示,天然Ara h2具有抗胃消化能力,经过80min胃消化,仍有91% Ara h2未被降解。还原蛋白在胃蛋白酶的作用下迅速生成14 kDa与5 kDa片段,并且随着消化时间的延长,这两个片段逐渐被酶解成分子量小于3.5 kDa的小分子肽。交联蛋白的胃消化消化速率要高于天然蛋白,但要低于还原蛋白,消化片段的分子量主要分布5~17 kDa之间。肠消化结果显示,天然蛋白能缓慢被消化,经过40min消化后分子量为13 kDa的抗消化片段仍然存在,而还原蛋白胃消化产物在胰酵素的作用下迅速分解成分子量小于3.5 kDa的片段,交联蛋白胃消化产物也能被胰酵素迅速消化,经过5 min全部分解成分子量小于3.5 kDa的肽段。本研究证实了天然Ara h2具有抗胃消化的性质,还原处理能打开蛋白的结构,暴露出更多的胃蛋白酶作用位点,改善其消化性。蛋白交联前进行了还原处理,故交联蛋白具有部分还原蛋白的性质,其消化速率明显快于天然蛋白,而蛋白交联过程中,结构更为紧密,并且生成了抗消化的异肽键,这可能降低了蛋白的消化速率。 4选用花生患者血清作为反应一抗,通过间接ELISA法检测加工蛋白及其消化产物的IgE结合能力变化。采用小鼠模型实验评估还原和交联蛋白的致敏性变化。结果显示,还原处理能降低蛋白Ara h2的部分IgE结合能力,而蛋白交联后其致敏性显著降低。加工蛋白经胃蛋白酶消化后,其产物的IgE结合能力均显著低于天然蛋白的消化产物,而交联蛋白的IgE结合能力最低。各加工蛋白胃消化产物再经过肠消化后,消化产物间的IgE结合能力不再有显著差异。小鼠致敏实验结果中,除细胞因子INF-γ外,还原蛋白组的特异性抗体水平、其他细胞因子水平均与天然蛋白组相当。而交联蛋白组中,小鼠特异性IgG1水平与IL-5含量水平与天然蛋白组相当,而其他特异性抗体与Th1/Th2细胞因子水平较天然蛋白组有显著降低。动物实验结果显示,还原处理虽能降低Ara h2的部分体外IgE结合能力,但是其激发小鼠过敏反应的能力未见降低,交联处理则不仅能降低Ara h2的IgE结合能力,同时也降低其对小鼠过敏反应的激发能力。因此,MTG催化的交联加工,可能是一种有效的降低花生过敏原Ara h2致敏性的方法。