蝇蛆耐高温抗氧化肽的发现及生物信息学分析

来源 :广州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:juntao2010
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抗氧化肽因其分子量小、易吸收,效果显著而成为了研究的热点。目前获得的许多抗氧化肽都没有得到广泛的应用,主要是受限于其不稳定性。本研究利用高温筛选的方法在蝇蛆中发现了一种耐高温多肽,并从多角度证明了其高效的抗氧化活力及在多种应用环境中的稳定性。通过分析该多肽的基本性质及其空间结构特点,初步明确了蝇蛆耐高温抗氧化肽的基本特性及应用条件,并在蛋白质一级和高级结构水平上对该多肽的耐高温抗氧化机制进行了探讨。主要研究结果简述如下:1.筛选并证明了蝇蛆耐高温抗氧化蛋白:利用SPSS21软件分析三种测定抗氧化方法(NBT,DPPH,FRAP)之间的相关性,结果表明它们之间既有正相关也有负相关,显示为了全面评价蛋白的抗氧化性必须采用三种方法综合衡量。通过分析50℃,80℃和100℃水浴加热25 min蝇蛆提取液的抗氧化性以及蛋白SDS聚丙烯酰胺电泳(SDS-PAGE)结果表明,100℃处理10 min能高效清除杂质并保留较稳定的抗氧化性。通过分析蛋白含量与抗氧化的相关性证明了该抗氧化物质为蛋白质,NBT染色确定抗氧化肽分子量约为10 KD。2.确定了蝇蛆耐高温抗氧化蛋白的分离纯化色谱条件:1)采用DEAE纤维素串联羟基磷灰石方法;DEAE-纤维素色谱流动相为0.02 mol·L-1pH=7.0磷酸缓冲液+NaCl,NaCl洗脱梯度为5%NaCl洗脱时间12 min,流速为3ml·min-1。羟基磷灰石色谱法流动相pH=7.0磷酸钠缓冲液,洗脱梯度0.02 mol·L-1,洗脱时间12 min,流速为3 ml·min-1。结果显示分子量约为20 KD的蛋白被分离开,纯化到的蛋白分子量约为10 KD。3.综合评估了耐高温抗氧化肽在高温、极端酸碱、紫外线照射以及消化酶处理条件下的抗氧化活力稳定性。实验结果显示耐高温抗氧化蛋白在100℃和120℃长时间处理仍能保持较高的抗氧化活力;在酸性条件下,抗氧化肽的稳定性较好,总还原力的最适pH为2,DPPH自由基清除能力的最适pH为3;在长时间的紫外辐照下,超氧阴离子清除率保持不变,DPPH自由基清除率维持在84%左右,而还原力下降了46%;此外,胃蛋白酶消化处理显著降低超氧阴离子的清除率,而糜蛋白酶消化却显著升高其清除率,DPPH自由基的清除率不受影响,还原力显著升高。4.对目标蛋白电泳条带质谱学及结构功能分析结果:筛选出耐高温抗氧化蛋白8种,分别为动物血红素过氧化物酶(Animal heme peroxidase)、血淋巴保幼激素结合蛋白(Hemolymph juvenile hormone binding protein)、还原酶(Redoxin)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase)和四种超氧化物歧化酶(Cu-Zn Superoxide dismutas)。对蛋白进行理化性质、疏水性、蛋白质跨膜结构域、信号肽、高级结构等生物信息进行分析。结果显示蛋白普遍含有较高的甘氨酸、丙氨酸和缬氨酸,较低的色氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸和酪氨酸;蛋白的不稳定系数低,含有特定的保守结构域;普遍是亲水蛋白,不含有跨膜区域,多肽结合位点上都含有谷氨酸;α螺旋含有较多的丙氨酸基本不含有半胱氨酸,靠近肽链的N末端或者C末端分布,但是α螺旋数目比β折叠要少;肽链的C、N末端含有很短的链或者是不含有链状结构,但蛋白普遍有比较长的不规则环。
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