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嫩度是牛肉的主要食用品质之一,与消费者的购买意愿和满意度密切相关,而牛肉的嫩化机制也一直是肉类科学研究的热点和难点。动物屠宰和放血导致的缺氧缺血使肌细胞产生氧化应激,涉及许多生理生化变化,并最终影响牛肉的嫩化过程。过氧化物还原酶6(Prdx6)是动物体内重要的抗氧化防御酶,同时具有非硒依赖谷胱甘肽过氧化物酶(NSGPx)活性、非钙依赖性磷脂酶A2(i PLA2)活性和溶血磷脂酰基转移酶(LPCAT)活性,在对抗细胞氧化应激、防止细胞凋亡方面有重要作用。研究表明,Prdx6是牛肉的最佳嫩度标志物之一,但Prdx6影响宰后早期牛肉嫩化过程的相关机制尚未明确。因此,从细胞凋亡和蛋白质氧化两个角度入手来探究Prdx6和氧化应激对宰后早期牛肉嫩化进程的影响,并通过蛋白质印迹、酶联免疫吸附测定、末端脱氧核苷酸转移酶介导的缺口末端标记法、蛋白质组学等方法对其内在的机理进行探讨,对解释和完善Prdx6和氧化应激影响牛肉宰后早期嫩化进程的深层机制具有重要意义。本课题以鲁西黄牛背最长肌为样品,在宰后早期将肌肉样品分别浸泡于NSC348884(抑制Prdx6表达量组)、MJ33(抑制Prdx6 i PLA2活性组)和生理盐水(对照组)中,孵育1、6、12、24、36 h后,分别对每组进行了加强氧化应激处理(H2O2)和对照(生理盐水)处理。通过测定每个时间点下的Prdx6表达量和肌间线蛋白(desmin)降解程度,确定宰后早期成熟过程中Prdx6和氧化应激对牛肉嫩化进程的影响;通过测定每个时间点下的羰基、活性巯基、总巯基指标,从蛋白质氧化角度解释Prdx6对宰后早期牛背最长肌嫩化过程的影响;通过测定细胞凋亡率、caspase 3、caspase 8、caspase 9和Bcl-2家族的活性及降解程度从细胞凋亡角度阐述Prdx6对牛肉嫩化过程的调控机制;通过测定Prdx6的i PLA2活性,caspase 3、caspase 8、caspase 9的活性,探究Prdx6 i PLA2活性对宰后早期牛肉成熟过程中细胞凋亡的影响;并通过分析不同处理下牛背最长肌中的蛋白质组学,探究Prdx6调控宰后早期牛背最长肌嫩化过程的差异蛋白质及相关通路,以完善、系统阐释牛肉嫩度的形成机制。本研究的主要结果如下:(1)抑制Prdx6的表达可以加速宰后早期牛背最长肌的嫩化进程。在屠宰后应激或H2O2加强应激的条件下,抑制Prdx6的表达均促进了牛背最长肌中desmin的降解(P(27)0.05),最终加速了牛肉的嫩化过程;在不抑制Prdx6表达的情况下,H2O2加强氧化应激在6~12 h显著加速了desmin的降解(P(27)0.05)。(2)抑制Prdx6表达通过加强蛋白质氧化程度加速宰后早期牛背最长肌的嫩化进程。Prdx6表达量的降低和氧化应激处理均提高了宰后早期牛背最长肌中的羰基含量,降低了总巯基和活性巯基的含量(P(27)0.05),提高了牛背最长肌中的蛋白质氧化程度,最终加速了牛背最长肌中desmin的降解,促进了牛背最长肌的嫩化进程。(3)抑制Prdx6表达通过细胞凋亡的内源、外源途径加速了宰后早期牛背最长肌的嫩化进程,Prdx6的i PLA2活性参与了这一过程。Prdx6表达量的降低、i PLA2活性的降低和氧化应激处理均加速了凋亡内源途径关键因子caspase 9、凋亡外源途径关键因子caspase 8及凋亡执行因子caspase 3的激活(P(27)0.05)。Prdx6表达量的降低和氧化应激处理均提高了宰后早期牛背最长肌中的细胞凋亡率,提高了Bax/Bcl-2比值(P(27)0.05),加速了caspase 3、caspase 8、caspase 9的降解(P(27)0.05)。抑制Prdx6的表达会使肌细胞更易发生氧化应激诱导的凋亡,造成更大的细胞损伤,并加速desmin的降解。此外,抑制Prdx6表达或Prdx6的i PLA2活性均加速了宰后早期牛背最长肌中肌细胞形态的变化,使细胞间隙变大,更早的发生细胞破裂,有利于从加速细胞凋亡和提高Calpains活性两个方面加快牛肉嫩化。(4)H2O2处理影响了宰后早期牛背最长肌中18个蛋白质的表达,大部分为代谢酶和蛋白修饰酶,主要与蛋白质的泛素化和细胞凋亡有关;在屠宰后应激的情况下抑制Prxd6的表达影响了宰后早期牛背最长肌中32个蛋白质的表达,大部分为代谢酶和骨架蛋白,主要与内质网到高尔基体的运输过程、生物体的遗传信息、凋亡和肌动蛋白细胞骨架调节有关。在加强应激的情况下抑制Prdx6的表达主要影响了宰后早期牛背最长肌中38个蛋白质的表达,大部分为代谢酶、染色质/染色质结合蛋白或调解蛋白、骨架蛋白,主要与核小体、遗传信息组分膜结构组成及细胞凋亡有关。总的来说,抑制宰后早期牛背最长肌中Prdx6的表达加强了肌细胞中的内质网应激、加快了肌细胞凋亡进程、破坏了肌细胞骨架蛋白的完整性,进而加速了宰后早期牛背最长肌的嫩化过程。同时,组蛋白家族(组蛋白H2A、H2B、H3、H4)、膜联蛋白家族(膜联蛋白A1、A2)的变化可能是细胞氧化应激程度及凋亡情况的潜在标志物。