基于定量蛋白质组学的储藏温度对鸡蛋卵黄膜劣化影响的分子机制研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:avim03
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储藏期间卵黄膜弱化是导致鸡蛋品质劣化的关键因素之一。在大多数发展中国家,蛋的存储仍在室温甚至超过30℃进行,这将导致卵黄膜结构完整性的丢失,从而引起潜在的微生物风险。有研究表明高温储藏期间卵黄膜劣化主要与卵黄膜蛋白质的改变有关。此外,N-糖基化修饰影响蛋白质的结构和功能。卵黄膜中大量N-糖蛋白的存在决定了卵黄膜结构的完整性。然而高温储藏期间卵黄膜中哪些蛋白质(包括N-糖蛋白)发生了变化、这些变化背后的机制及这些变化与卵黄膜劣化间的关联仍处于未知。因此,本研究首先以0 d(D0)为对照组,分别测定了4℃(T4)、20℃(T20)及30℃(T30)储藏10 d的鸡蛋卵黄膜的理化性质,以表征不同储藏温度下卵黄膜理化性质变化差异。同时,分别对不同储藏温度下的卵黄膜的机械特性与鸡蛋新鲜度指标进行了相关性分析,以探究不同储藏温度下的卵黄膜机械特性与鸡蛋新鲜度指标是否具有相关性。随后,选取了30℃储藏10 d的卵黄膜和新鲜卵黄膜作为研究对象,采用Label-Free定量比较蛋白质组学策略对高温储藏期间的鸡蛋卵黄膜全蛋白质和N-糖蛋白质进行了差异比较分析,从而为提高卵黄膜强度、耐热性奠定理论基础。主要研究结果如下:(1)本研究分别测定了D0、T4、T20和T30卵黄膜强度、弹性、干物质重量、蛋白、膜纤维结构及鸡蛋新鲜度指标变化,并对卵黄膜机械特性与鸡蛋新鲜度指标进行了相关性分析。结果显示与其他样本相比较,T30卵黄膜强度、弹性及干物质重量显著性下降。SDS-PAGE显示T30卵黄膜高分子条带(130-250 k Da)、低分子条带(14 k Da)均发生了明显的解离。蛋白浓度测定结果显示T30卵黄膜蛋白总量显著性下降,表明在30℃下储藏10 d后卵黄膜蛋白发生了显著解离。扫描电镜观察结果表明T30卵黄膜外层纤维结构发生了明显丢失。相关性分析显示T30卵黄膜机械特性与鸡蛋新鲜度指标具有显著相关性,表明卵黄膜机械特性的下降预示着鸡蛋品质的劣化。(2)采用Label-Free定量比较蛋白质组学技术对30℃储藏10 d的鸡蛋卵黄膜和新鲜鸡蛋卵黄膜蛋白质进行了分析,共鉴定到了981种蛋白质,其中有124种蛋白质丰度下调,79种蛋白质丰度上调。生物信息学分析(GO分析、蛋白质互作分析、KEGG分析)结果表明这些显著改变的蛋白主要与卵黄膜结构(n=10)、机械特性(n=13)、分子伴侣(n=15)、抗菌(n=12)和抗氧化(n=3)有关。卵黄膜结构蛋白间会发生互作形成复合物,构成卵黄膜基本骨架。高温储藏期间该类蛋白丰度的改变可能与蛋清蛋黄p H值升高导致的复合物的解离有关,从而造成卵黄膜纤维结构的丢失。多种与机械强度、弹性、分子伴侣相关的蛋白丰度发生显著下调,表明这些蛋白的缺失可能会导致卵黄膜机械特性的下降。卵黄膜中抗革兰氏阴性菌蛋白丰度的下调有助于革兰氏阴性菌的侵染和生长,这可能是鸡蛋品质劣化的关键原因之一。(3)采用Label-Free定量N-糖蛋白质组学技术对30℃储藏10 d的鸡蛋卵黄膜和新鲜鸡蛋卵黄膜蛋白质进行了定量比较N-糖蛋白质组学分析,结果鉴定到了198种蛋白上的399个N-糖基化位点,其中30种蛋白上46个N-糖基化位点糖基化水平发生显著改变。GO分析表明这些差异N-糖蛋白主要与抗菌、糖胺聚糖结合、脂质结合和氨基肽酶活性相关。高温储藏后卵黄膜高丰度糖蛋白Mucin-5B(结构蛋白)的9个N-糖基化位点均发生显著下调,这可能会引起卵黄膜机械特性的下降。富集于Apolipoprotein B的两亲性β2结构域的多个N-糖基化位点糖基化水平发生显著改变,这可能会促进卵黄膜脂质分布或组成的改变,从而间接影响膜的强度。此外,几种金属蛋白酶的N-糖基化位点位于酶功能结构域或活性位点区,表明金属蛋白酶的N-糖基化位点糖基化水平的改变可能会影响酶的结构稳定性、底物结合或酶活性。
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