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植物蛋白

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植物蛋白范文第1篇

一一位于美國(guó)加州的Impossible Foods正是這樣一家讓不可能變成可能的食品科技公司。這家由美國(guó)斯坦福大學(xué)生物化學(xué)研究人員創(chuàng)辦的初創(chuàng)企業(yè),主要研究由植物血紅蛋白中含有的分子制造食用肉及乳制品的技術(shù)。

這家公司已經(jīng)在去年拿到了D輪投資,UBS(瑞士銀行)領(lǐng)投,Viking Global Investors跟投,原有投資方Khosla Ventures、李嘉誠(chéng)旗下的Horizons Ventures以及比爾?蓋茨的GatesVenture也參與了此輪融資。

前不久,這家公司還酷酷地拒絕了谷歌出價(jià)在2~3億美元收購(gòu)要求,而拒絕的理由是由創(chuàng)始人兼CEO Patrick BTown在公開場(chǎng)合做出解釋:“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),我并不是認(rèn)為谷歌有什么不好的地方。我們是一家以目標(biāo)為導(dǎo)向的公司……我們不希望自己的成功依賴于一家正在從事許多業(yè)務(wù)的公司,并時(shí)不時(shí)的向他們申請(qǐng)資源和支持,因此我們?cè)诂F(xiàn)階段被任何企業(yè)收購(gòu)都是不合理的?!?/p>

制造沒有雞蛋的蛋黃醬和沒有肉的肉,這被稱作硅谷食物2.0時(shí)代。Impssible Foods正是后者的代表。使用食品科技生產(chǎn)肉質(zhì)感的植物蛋白食物,除了健康原因,更重要的是改變污染和動(dòng)物殺戮的食物鏈。據(jù)說(shuō)今年將在美國(guó)上市的“奶酪”漢堡,除了色香味之外,甚至還會(huì)有和奶酪一樣的拉絲效果,價(jià)格可能會(huì)達(dá)到20美金。但隨著技術(shù)的普及化,這類漢堡的價(jià)格會(huì)隨之下降,而產(chǎn)品也會(huì)盡可能地推向全世界。當(dāng)然了,這家公司希望生產(chǎn)出更多食品,比如植物蛋白的牛奶、培根、豬肉、雞肉,讓死硬派肉食者過(guò)上食素生活。

Brown和硅谷其它創(chuàng)新食品公司的創(chuàng)始人一樣相信,為了肉食而養(yǎng)殖是一項(xiàng)既低效、又帶有毀滅性的、毫無(wú)必要的技術(shù)。而食用植物蛋白不僅安全,甚至還能避免來(lái)自屠宰場(chǎng)的細(xì)菌。為此Brown和他的團(tuán)隊(duì)花了三年半的時(shí)間,研究日常飲食中人們食用肉類食品過(guò)程的復(fù)雜美妙體驗(yàn),然后在植物世界中尋找特別的蛋白質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分以重建這種體驗(yàn)。

這家公司的最重要的一個(gè)發(fā)現(xiàn)便是,heme(亞鐵血紅素)是肉類的色香味的“神奇成分”。盡管heme大量存在于肉類中,卻是包括植物所在的每一個(gè)生命都有的元素。一種植物中天然存在的heme可以讓植物蛋白肉也有真正的肉味。借助這項(xiàng)突破性發(fā)現(xiàn),Impossible Foods得以制作真正好吃的植物肉漢堡。在植物世界中尋找能夠組成肉類的各種最佳元素,這使得這家公司發(fā)現(xiàn)了很多意想不到的成分,比如可可和白蘭瓜。

植物蛋白范文第2篇

關(guān)鍵詞 植物蛋白質(zhì);特性;提??;應(yīng)用價(jià)值

中圖分類號(hào) Q946.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1007-5739(2014)01-0289-03

蛋白質(zhì)是生物體所必需的生物大分子物質(zhì),是細(xì)胞中含量最豐富,功能最多的大分子物質(zhì),在各種生命活動(dòng)過(guò)程中發(fā)揮重要作用,是維持生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)表示,成年人每天攝取蛋白質(zhì)應(yīng)在75 g以上,而世界人均水平只有68.8 g,我國(guó)目前平均水平僅60 g[1]。蛋白質(zhì)攝入不足主要是由于蛋白質(zhì)的絕對(duì)攝入量不足以及攝取的蛋白質(zhì)中的氨基酸的比例失衡導(dǎo)致,目前解決蛋白質(zhì)攝入不足的首要方法是開辟新型蛋白質(zhì)來(lái)源,并通過(guò)合理的膳食搭配來(lái)解決氨基酸比例失衡。動(dòng)物蛋白雖然是優(yōu)質(zhì)的蛋白源,但其轉(zhuǎn)化途徑要比植物蛋白質(zhì)的提取需要更多的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用及更長(zhǎng)的時(shí)間周期,而植物蛋白質(zhì)的利用成本相對(duì)較低,因此加工利用植物蛋白質(zhì)是我國(guó)目前主要的解決蛋白質(zhì)供應(yīng)不足的措施。

1 植物蛋白質(zhì)的基本特性

按攝取來(lái)源可將蛋白質(zhì)分為動(dòng)物性蛋白質(zhì)和植物性蛋白質(zhì)2類。動(dòng)物蛋白質(zhì)主要來(lái)源于家禽、家畜以及魚類的蛋、奶、肉等。其主要以酪蛋白為主,其特點(diǎn)是吸收利用率極高;植物性蛋白質(zhì),顧名思義是從植物中提取的,其營(yíng)養(yǎng)成分與動(dòng)物蛋白相仿,但植物蛋白質(zhì)外周有纖維薄膜包裹從而使得植物蛋白質(zhì)較動(dòng)物蛋白難以消化。因此,從人體吸收利用率來(lái)說(shuō),植物蛋白質(zhì)較動(dòng)物蛋白低,但經(jīng)過(guò)加工后的植物蛋白不僅更容易被人體所吸收,而且由于植物蛋白質(zhì)幾乎不含膽固醇和飽和脂肪酸,所以較動(dòng)物蛋白更加健康養(yǎng)生。

從營(yíng)養(yǎng)成分來(lái)說(shuō),蛋白質(zhì)主要是由各種氨基酸組成,人體通過(guò)各種酶將蛋白質(zhì)降解成各種氨基酸以后被人體所吸收。動(dòng)物蛋白氨基酸成分比較全面,而植物性蛋白質(zhì)所含的氨基酸的種類不如動(dòng)物蛋白質(zhì)多,其中賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸和蛋氨酸的含量均相對(duì)不足,因此從成分上來(lái)說(shuō)可以將蛋白質(zhì)分為完全蛋白和不完全蛋白,大多數(shù)植物性蛋白質(zhì)屬于不完全蛋白。如谷物蛋白含蛋白質(zhì)10%左右,蛋白質(zhì)含量不算高,是人類膳食蛋白質(zhì)的主要來(lái)源,谷物蛋白一般缺乏賴氨酸;油料蛋白主要是蛋氨酸不足。例如小麥蛋白主要是賴氨酸和蘇氨酸不足;玉米蛋白主要是色氨酸和賴氨酸不足;棉籽蛋白主要是蛋氨酸不足;花生蛋白主要也是缺乏蛋氨酸;豆類含有豐富的蛋白質(zhì),特別是大豆含蛋白質(zhì)高達(dá)36%~40%,氨基酸組成也比較合理,大豆蛋白除蛋氨酸和半胱氨酸含量稍低于聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)推薦值外,氨基酸組成基本平衡,在體內(nèi)的利用率較高,是植物蛋白質(zhì)中非常好的蛋白質(zhì)來(lái)源;葵花籽蛋白中,蛋氨酸的含量較高,如把蛋氨酸含量較高的葵花籽蛋白與大豆蛋白混合使用,可以補(bǔ)充大豆蛋白蛋氨酸的不足。因此,將各種植物蛋白混合制作食品大有市場(chǎng)前景[2]。另一方面,過(guò)多的攝入動(dòng)物性蛋白,相對(duì)的膽固醇和飽和脂肪酸也將過(guò)量攝入,將導(dǎo)致高血壓、高血脂、肥胖等各種“富貴病”。而將各種植物性蛋白質(zhì)合理搭配,不僅可供人體獲得所必需的各種必需氨基酸外,還可降低各種疾病的發(fā)病率,同時(shí)還具有提高免疫力、抗癌等作用。因此,植物蛋白在建立健康的飲食結(jié)構(gòu)方面所起的作用也越來(lái)越受人們重視。

植物蛋白質(zhì)具有良好的加工特性,經(jīng)過(guò)加工后其具保水性和保型性,使其制品有耐儲(chǔ)藏等較好的經(jīng)濟(jì)性品質(zhì)。植物蛋白質(zhì)可以單獨(dú)制成各種食品,同時(shí)也可與其他如蔬菜,肉類等相組合加工成各種各樣的食品。在追求營(yíng)養(yǎng)、健康、安全飲食的今天,經(jīng)加工而成的植物蛋白飲料、蛋白粉等也受到越來(lái)越多的人們青睞。植物蛋白的這些經(jīng)濟(jì)性、營(yíng)養(yǎng)性、功能性的優(yōu)點(diǎn)使植物蛋白質(zhì)的提取加工成為當(dāng)今世界熱門產(chǎn)業(yè),其開發(fā)潛力巨大,市場(chǎng)前景廣闊。

2 植物蛋白質(zhì)的分類及提取

根據(jù)植物中各成分含量及其來(lái)源的不同,可以將植物蛋白分為4種類型的蛋白質(zhì),即油料種子蛋白、豆類蛋白、谷類蛋白以及近年出現(xiàn)的螺旋藻蛋白。各類植物的物理形態(tài)不同,蛋白質(zhì)的成分含量也不同,相應(yīng)的提取方法也各不相同。

2.1 油料種子蛋白質(zhì)

油料種子主要包括花生、油菜子、向日葵、芝麻等,其蛋白質(zhì)種類主要以球蛋白為主。其中花生中蛋白質(zhì)含量為26%~29%,其中球蛋白含量可以達(dá)到90%,其加工后溶解性高、黏度低,可用于制作面包及飲料等。向日葵是重要的油脂原料來(lái)源,其含有較高的球蛋白,但其賴氨酸含量有限。油菜籽產(chǎn)量很高,油菜籽含蛋白質(zhì)25%,去油后的菜籽粕含有35%~45%的蛋白質(zhì)[3]。在植物蛋白質(zhì)中,油菜籽蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高,沒有限制性氨基酸,特別是含有許多在大豆中含量不足的含硫氨基酸。以油菜籽的脫脂物為原料可以加工濃縮蛋白。蛋白質(zhì)在提取、分離等加工過(guò)程中,容易受到因加熱而變性的影響,使蛋白質(zhì)溶解度降低,不能形成膠體,而油料種子蛋白質(zhì)具有很好的保水性與持油性。此外,經(jīng)分離得到的變性少的蛋白質(zhì),其發(fā)泡性、乳化性、凝膠性都很好。

目前采用的從油料中提取蛋白質(zhì)的方法主要有2種:堿溶酸沉淀法和反膠束萃取法[4]。其中堿溶酸沉淀法酸堿用量大,對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重。因此,一般選用萃取條件溫和,蛋白不易失活的反膠束萃取法,同時(shí)它還具有溶劑可循環(huán)利用、成本較低的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點(diǎn)。主要作用原理是將表面活性劑溶解到有機(jī)溶劑中,加溶一定量水形成反膠束溶液,同時(shí)從植物油料中萃取油和蛋白,油脂萃溶至有機(jī)溶劑中,蛋白或綠原酸加入萃入反膠束的極性內(nèi)核中,在提取出綠原酸后萃取出蛋白質(zhì),最后用離子強(qiáng)度大的溶液反萃出來(lái),經(jīng)過(guò)脫鹽干燥制得蛋白質(zhì)產(chǎn)品。但該方法也有一定的局限性,在提取過(guò)程中由于使用溶劑較多,溶劑容易殘留在制成的蛋白質(zhì)產(chǎn)品中,因此反膠束萃取法不適用于提取相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)。

2.2 豆類蛋白質(zhì)

豆類中蛋白質(zhì)的含量豐富,其主要存在于蛋白質(zhì)體中,豆類的蛋白質(zhì)含量高達(dá)40%,蛋白質(zhì)體中達(dá)80%。一般而言,豆類蛋白質(zhì)中堿性氨基酸含量較少,谷氨酸、天冬氨酸等酸性氨基酸含量較多,其中也以球蛋白為主,還含有豐富的不飽和脂肪酸、鈣、磷、鐵、膳食纖維等,不含膽固醇,具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值?,F(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)家研究證實(shí),豆類蛋白質(zhì)具有降低高血壓、減少心血管病、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收和降血脂的功效。不僅如此,豆類中還含有皂苷、異黃酮等活性成分,具有抗衰老、提高免疫力、促進(jìn)鈣物質(zhì)吸收的功能[5]。

豆制品生產(chǎn)中普遍存在蛋白質(zhì)提取率偏低的問題,以大豆提取為例,目前大豆蛋白質(zhì)的提取率大多在60%以下[6]。大多數(shù)大豆蛋白都可溶于水,所以提高大豆蛋白質(zhì)的提取率具有很大的潛力。根據(jù)蛋白質(zhì)溶解特性大豆蛋白可分為清蛋白和球蛋白2類[7];又根據(jù)離心分離系數(shù)(即沉降系數(shù))不同,大豆分離蛋白可分為2S、7S、11S和15S等4種組分[8]。根據(jù)蛋白質(zhì)的分離程度的不同,豆類蛋白的分離方法可分為2類。一類是以低變性的豆粕為原料,用弱堿性溶液浸出蛋白質(zhì),將糖類和不溶性物質(zhì)用高速離心機(jī)分離出去,提取用酸調(diào)節(jié)pH值為4.5~4.6,使蛋白質(zhì)從溶液中沉析出來(lái)再經(jīng)過(guò)堿水中和呈溶液狀態(tài),然后送入加熱器中經(jīng)快速滅菌后,噴霧干燥得成品,此時(shí)的蛋白成品含有少量的可溶性糖分、灰分以及其他微量成分[9-10]。另一類是將經(jīng)過(guò)加工除去蛋白質(zhì)中的可溶性糖分、灰分以及微量元素成分得到的濃縮蛋白質(zhì)(SPC),提高了蛋白質(zhì)的含量。周紅霞[11]通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù),選用pH值7.0,將大豆用水浸泡15 h后在70 ℃高溫下按豆水比1∶10磨漿使大豆蛋白的提取率達(dá)到近80%。隨著新技術(shù)的開發(fā)利用,豆類蛋白的提取工藝也不斷革新,如目前市面上出現(xiàn)的各種仿肉制品就是將從大豆中分離的蛋白經(jīng)堿中和后通過(guò)有數(shù)千個(gè)小孔的隔膜后置醋酸鹽溶液中,使蛋白質(zhì)凝固析出,蛋白分子在一定程度上定向排列形成組織化大豆蛋白產(chǎn)品[12]。

2.3 谷類蛋白質(zhì)

谷類主要包括玉米、小麥、黑麥等,谷類中的蛋白質(zhì)不溶于水或鹽溶液,其主要成分為溶解于堿溶液的谷蛋白和溶解于酒精的醇溶蛋白。玉黍中含有較多的醇溶蛋白,而小麥中含有13%蛋白質(zhì),其中谷蛋白和醇溶蛋白含量基本相同,均含有30%~50%,構(gòu)成面筋的麥膠蛋白和麥谷蛋白是小麥籽粒中的主要蛋白質(zhì),它們一起構(gòu)成面粉中的面筋質(zhì)。麥谷蛋白與麥膠蛋白結(jié)合在一起很難分離,稍溶于熱的稀乙醇中,但冷卻后便成絮狀而沉淀。只有新制得的尚未干燥的麥谷蛋白才非常容易溶解在弱堿和弱酸中,并在中和時(shí)又沉淀出來(lái)。小麥的蛋白質(zhì)成分含量除亮氨酸、蛋氨酸、胱氨酸和色氨酸外,其余的必需氨基酸均達(dá)不到世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦的標(biāo)準(zhǔn),其中賴氨酸嚴(yán)重缺乏,因此小麥粉蛋白質(zhì)屬于不完全蛋白質(zhì)。

小麥的胚芽中還含有一些蛋白,其蛋白質(zhì)含量高達(dá)30%左右,小麥胚芽蛋白是一種完全蛋白,含有人體必需 8種氨基酸和2種半必需氨基酸,占總氨基酸34.7%[13],且易于被人體吸收,小麥胚芽蛋白的組成中清蛋白占30.2%,α、γ、δ等3種球蛋白占18.9%,麥醇溶蛋白占14.0%,麥谷蛋白占0.30%~0.37%,水不溶性蛋白占30.2%[14]。因此,將各種谷類合理搭配成主食更有利于人體健康。

2.4 螺旋藻蛋白

螺旋藻是一種外觀為藍(lán)綠色、螺旋狀單細(xì)胞水生植物,是最近食品界較為關(guān)注的蛋白質(zhì)源。螺旋藻中主要的蛋白是藻藍(lán)蛋白(phycocyanin,PC),在螺旋藻中主要以藻膽蛋白體的形式存在 ,其蛋白質(zhì)含量高達(dá)70%,藻膽蛋白體由多種藻膽蛋白及連接蛋白或多肽組成[15],含有人體所必需的蘇氨酸、賴氨酸等,同時(shí)螺旋藻蛋白極易被人體吸收利用,具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

螺旋藻蛋白極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值使其市場(chǎng)前景廣闊,除了可以作為食品外還可用于醫(yī)藥原料,具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。現(xiàn)在已經(jīng)有多種藻藍(lán)蛋白的提取方法,其中用新鮮藻絲為原料分段梯度鹽析分離純化藻藍(lán)蛋白,經(jīng)羥基磷灰石層析,能使提取的PC純度大于普遍認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)[16]。還有一個(gè)相對(duì)較簡(jiǎn)單的方法是Ganapathi Patil et al[17]設(shè)計(jì)的,主要包括2個(gè)步驟:即雙水相萃取和離子交換層析。該方法是從螺旋藻中得到藻藍(lán)蛋白粗提物,然后經(jīng)過(guò)雙水相萃取步驟之后純度得到提高,繼續(xù)過(guò)離子交換層析,進(jìn)一步純化蛋白。

3 植物蛋白質(zhì)的應(yīng)用價(jià)值

植物蛋白質(zhì)是一類氨基酸含量豐富的蛋白質(zhì),由于其具有豐富的營(yíng)養(yǎng)和許多優(yōu)良的功能特性,被廣泛地應(yīng)用于多種食品中,如肉類食品、焙烤食品、乳制品、飲料等。植物蛋白質(zhì)一般不含或僅含有少量的膽固醇、油脂等,受到許多肥胖者、高血壓、高血脂以及愛美人士的青睞。不僅是在食物方面,在醫(yī)療方面也有很大的應(yīng)用,如藻藍(lán)蛋白具有抗氧化、抗炎癥的功效,還可以用來(lái)治療氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的一些如 Alzheimer′s和 Parkins on′s等神經(jīng)退化疾病[15,18],以及促進(jìn)機(jī)體免疫系統(tǒng)功能和抑制溶血的作用。以大豆蛋白質(zhì)為主的植物蛋白質(zhì)產(chǎn)業(yè)在我國(guó)已具有相當(dāng)規(guī)模。將植物蛋白質(zhì)作為副原料,在魚糜制品中應(yīng)用,進(jìn)一步降低魚糜制品成本[19]。大豆餅、粕是所有餅粕類飼料中最為優(yōu)越的餅粕,在豬、雞配合飼料中得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái),植物蛋白飲料也深受人們的喜愛,花生乳、杏仁露等都是日常生活隨處可見的飲料。

4 結(jié)語(yǔ)

越來(lái)越多的植物蛋白類產(chǎn)品的出現(xiàn)都標(biāo)志著植物蛋白已經(jīng)是生活中不可缺少的一類蛋白質(zhì),它的巨大開發(fā)前景也將隨著生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的完善被人們所認(rèn)識(shí)。植物蛋白能夠提供營(yíng)養(yǎng)而廉價(jià)的蛋白質(zhì),世界各國(guó)正積極開發(fā)植物蛋白資源以解決蛋白質(zhì)資源不足的現(xiàn)狀。目前,植物蛋白資源的開發(fā)途徑主要是通過(guò)高新技術(shù)對(duì)植物蛋白資源的應(yīng)用進(jìn)行研究并對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行改造。但植物蛋白的提取和加工的發(fā)展還受到一定的限制,主要是由于加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的損失,以及加工后的廢物處理等問題。這還需要逐步去解決,充分利用植物蛋白源,提高其利用效率,使其更好地為人們所利用。

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植物蛋白范文第3篇

蛋白質(zhì)的氨基酸序列決定其結(jié)構(gòu)和功能,因此氨基酸序列比對(duì)可以用來(lái)鑒定微生物和植物蛋白的生化和功能等同性。一般確定蛋白質(zhì)的序列的方法為N端測(cè)序和串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)序。微生物和植物目的蛋白的N端測(cè)序一般用Edman測(cè)序法[9]。目的蛋白通過(guò)和異硫氰酸苯酯作用轉(zhuǎn)變?yōu)楸桨坊蚣柞5鞍?,這種修飾了的N端氨基酸通過(guò)和三氟乙酸作用發(fā)生裂解后轉(zhuǎn)變成可以在色譜分析或者電泳中分離識(shí)別的乙內(nèi)酰苯硫脲。由于這種轉(zhuǎn)化不可能反應(yīng)完全,所以獲得的序列數(shù)量有限。但是微生物蛋白中的前10個(gè)氨基酸殘留序列可以檢測(cè)出來(lái),并能與獲得的植物蛋白序列直接進(jìn)行序列比對(duì)。Edman法得到的數(shù)據(jù)是半定量的,并且可以檢測(cè)出混合樣品中的N端形式。Edman化學(xué)降解測(cè)序法雖可靠、有效,但仍有其無(wú)法避免的局限性,如N端封閉的、環(huán)狀的蛋白不能測(cè)定;被修飾的蛋白不能給出確切的信號(hào);要求蛋白或多肽的純度在95%以上;測(cè)序速度較慢,靈敏度較低,耗費(fèi)大等。采用鈉升噴霧(Nano)技術(shù)和碰撞誘導(dǎo)解離(CIDcollisioninducddissociation)方法,在電噴霧-四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜(ES1-Q-TOFelectrspectrometryionizationquadrupole-timeofflight)上,可以對(duì)兩種序列部分未知的天然多肽進(jìn)行從頭測(cè)序(denovosequence)。例如,劉清萍等[10]利用鈉升電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)從Sigma公司購(gòu)買的標(biāo)準(zhǔn)肽(GLU1)-FIBRINOPEPTIDEB(Glu-fib)進(jìn)行了測(cè)序,采用鈉噴針進(jìn)樣,TOFMS掃描,得到Glu-fib的(M+2H)2+的離子峰(圖2),用Micromass的專用解譜軟件MasSeq直接解析其序列為EGVNDNEEGFFAR,與Glu-fib的序列完全吻合。這種方法可以方便有效的解決傳統(tǒng)的Edman降解法測(cè)序中常見的實(shí)際問題,如末位殘基的丟失,賴氨酸和亮氨酸難鑒定等,此方法的建立是對(duì)Edman降解測(cè)序法很好地補(bǔ)充。

2糖基化修飾

植物中超過(guò)一半的蛋白質(zhì)是糖基化形式。糖基化修飾能改變蛋白質(zhì)的生理化學(xué)特性,如耐熱性、功能活性、蛋白折疊、轉(zhuǎn)運(yùn)和半衰期等。在植物蛋白中N-糖基化是一種常見的糖基化形式[11,12],一般為Asn-Xxx-Ser/Thr序列形式或較少見的Asn-Xxx-Cys序列形式(其中Xxx是除了Pro以外任意的氨基酸)。一般情況下,糖基化情況不同會(huì)導(dǎo)致蛋白生理化學(xué)性質(zhì)的改變。在轉(zhuǎn)基因植物中蛋白一般不會(huì)特異地進(jìn)行糖基化,且大腸桿菌中表達(dá)的重組體蛋白也沒有糖基化[13]。因此,如果能證明兩種蛋白都不存在糖基化,也能證明兩種蛋白在功能上具有等同性。典型的植物N-糖基化形式較復(fù)雜,并且每個(gè)糖基化基團(tuán)增加1-2kD的質(zhì)量[14]。通常檢測(cè)植物蛋白糖基化基團(tuán)的方法有:Westernblot免疫雜交分析、氨基酸序列分析、蛋白高效液相色譜分析、紅外光譜(FT-IR)分析、電鏡掃描圖譜(SEM分析)等。圖3就是一張從重組大腸桿菌和轉(zhuǎn)基因玉米GA21葉片提取液中得到的mEPSPS蛋白的糖基化免疫雜交圖[4],結(jié)果證明兩種mEPSPS蛋白都沒有糖基化,因此通過(guò)Westernblot檢測(cè)可以獲得比較植物蛋白和微生物蛋白糖基化狀態(tài)的證據(jù)。

3生物活性

3.1酶蛋白活性

許多轉(zhuǎn)基因蛋白都是酶類,證明轉(zhuǎn)基因蛋白和微生物蛋白的活性具有等同性非常重要。酶的活力用酶單位表示,一般經(jīng)常用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)來(lái)檢測(cè)酶活力。但是,ELISA試驗(yàn)不能區(qū)別活性蛋白和非活性蛋白,從而使酶活力結(jié)果不準(zhǔn)確。因此,為了提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性,在分離純化轉(zhuǎn)基因植物表達(dá)蛋白時(shí)用原始的植物提取液來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。另外,需要考慮的是植物樣品中的蛋白酶和次級(jí)代謝產(chǎn)物,以及提取過(guò)程中pH的迅速改變等,這些因素都會(huì)影響酶的活力。在比較微生物和植物蛋白酶活力時(shí),最好用原始的轉(zhuǎn)基因植物提取液與混合了非轉(zhuǎn)基因植物提取液的微生物蛋白進(jìn)行研究。例如,草甘膦抑制5-烯醇式丙酮蟒草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)的活性,這種酶可以催化莽草酸合成芳香族氨基酸過(guò)程。在轉(zhuǎn)基因玉米GA21中表達(dá)一個(gè)經(jīng)過(guò)改造的mEPSPS,其中由于兩個(gè)氨基酸的替換,降低了草甘膦和mEPSPS的結(jié)合能力,從而產(chǎn)生草甘膦抗性[15]。微生物表達(dá)的mEPSPS蛋白酶活力是植物酶的9倍(表2)。然而,當(dāng)微生物表達(dá)的酶和非轉(zhuǎn)基因玉米提取液混合時(shí),酶活力只是植物酶的2倍,表明玉米提取液抑制了mEPSPS的活性。這為利用微生物表達(dá)的mEPSPS是否適合代替植物表達(dá)的EPSPS來(lái)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)性研究提供了重要的信息。

3.2殺蟲蛋白活性

殺蟲蛋白的活性由一定時(shí)間內(nèi)殺死給定試驗(yàn)幼蟲的毒蛋白濃度或者劑量來(lái)衡量,一般由LC50來(lái)表示,即在一定時(shí)間內(nèi)殺死暴露在毒蛋白中50%敏感幼蟲的毒蛋白濃度。由于不同幼蟲個(gè)體間會(huì)有些許不同,因此生物活性檢測(cè)的結(jié)果也會(huì)不同。為了降低外來(lái)因素的干擾,植物和微生物殺蟲蛋白的殺蟲活力檢測(cè)應(yīng)當(dāng)在統(tǒng)一的條件下進(jìn)行,并且幼蟲的來(lái)源也要統(tǒng)一,且隨機(jī)分配到不同處理中。徐海濱等[5]證實(shí)大腸桿菌表達(dá)的Cry1Ie蛋白殺蟲活性較強(qiáng),與宋福平等[18]的試驗(yàn)結(jié)果大體一致(表3);純化Cry1Ie蛋白對(duì)玉米螟的生長(zhǎng)抑制明顯,與轉(zhuǎn)cry1Ie玉米葉片所進(jìn)行玉米螟蟲試結(jié)果有良好的一致性,表明純化Cry1Ie蛋白與轉(zhuǎn)cry1Ie玉米表達(dá)的抗蟲蛋白在生物活性上具有相似性。目前,大部分商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因作物以表達(dá)酶類或者毒素蛋白為主,檢測(cè)這些蛋白活性的方法相對(duì)較簡(jiǎn)單,但轉(zhuǎn)基因作物新的特性需要檢測(cè)方法不斷改進(jìn)更新。例如,一種增加玉米水利用效率的方法是在玉米中表達(dá)一種來(lái)自于枯草芽胞桿菌的冷休克蛋白(CSPB),CSPB結(jié)合到單鏈DNA或RNA上,由于這種蛋白可打開DNA雙鏈,其結(jié)合活性可通過(guò)一個(gè)標(biāo)記的雙鏈探針發(fā)射出的熒光檢測(cè)[19]。這種方法已用來(lái)測(cè)定微生物和植物表達(dá)的CSPB蛋白的等同性。微生物蛋白與轉(zhuǎn)基因植物蛋白等同性的確定是為了利用微生物蛋白進(jìn)行轉(zhuǎn)基因作物的風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估。例如,楊輝等[20]在進(jìn)行轉(zhuǎn)基因表達(dá)蛋白的急性毒性試驗(yàn)時(shí),一般以嚙齒類動(dòng)物(通常是小鼠)一次性高濃度經(jīng)口暴露,觀察時(shí)間為14d,對(duì)于EPA和OECD,建議在急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)中采用的劑量分別為2000和5000mg/kg。顯然,從轉(zhuǎn)基因植物中獲得如此高的純化蛋白是不可能的,而當(dāng)確定微生物蛋白和植物蛋白具有等同性之后,通過(guò)微生物表達(dá)蛋白就可以達(dá)到目的。本研究室與其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)室合作,開展了微生物蛋白的純化工作,通過(guò)構(gòu)建Cry1Ie蛋白表達(dá)載體,在大腸桿菌表達(dá)菌株BL21中大量表達(dá)純化Cry1Ie蛋白,以證明Cry1Ie蛋白在轉(zhuǎn)基因玉米中的安全性,同時(shí)做好安全性評(píng)價(jià)工作。

4結(jié)語(yǔ)

植物蛋白范文第4篇

2、蛋類。蛋由蛋清和蛋黃組成。蛋清和蛋黃分別約占總可食部的2/3和1/3。蛋清中營(yíng)養(yǎng)素主要是蛋白質(zhì),含有人體所需要的必需氨基酸,全蛋蛋白質(zhì)幾乎能被人體完全吸收利用,是食物中最理想的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。

3、魚類。魚類食品肉質(zhì)細(xì)嫩,味道鮮美,營(yíng)養(yǎng)豐富,容易消化,是人們喜愛的食物。尤其適宜老人、幼兒和病人食用。魚類脂肪含量低,含量在1~10%,并且蛋白質(zhì)的含量在15~20%,屬優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì),魚肉肌纖維較短,蛋白質(zhì)組織結(jié)構(gòu)松軟,水分含量多,肉質(zhì)鮮嫩,容易消化吸收,消化率達(dá)87——98%。

4、豆類。豆類的品種很多,主要有大豆、蠶豆、綠豆、豌豆、赤豆等。根據(jù)豆類的營(yíng)養(yǎng)素種類和數(shù)量可將它們分為兩大類。一類以黃豆為代表的高蛋白質(zhì)、高脂肪豆類。另一種豆類則以碳水化合物含量高為特征,如綠豆、赤豆。豆類的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值非常高,每天堅(jiān)持食用豆類食品,人體就可以減少脂肪含量,增加免疫力,降低患病的幾率,豆類所含蛋白質(zhì)含量高、質(zhì)量好,其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值接近于動(dòng)物性蛋白質(zhì),是最好的植物蛋白。

植物蛋白范文第5篇

Tseng等用綠色熒光蛋白(GFP)標(biāo)記Tctex-1,在四個(gè)獨(dú)立小鼠系的成熟SGZ,應(yīng)用免疫定位和溴脫氧尿嘧啶核苷摻入試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在兩個(gè)鼠系中,Tctex-1:GFP選擇性標(biāo)記巢蛋白+/GFAP+/+Sox2神經(jīng)干細(xì)胞樣細(xì)胞;在另兩個(gè)鼠系中,Tctex-1:GFP選擇性表達(dá)于2型和3型祖細(xì)胞以及部分初級(jí)神經(jīng)元后代中。該P(yáng)/E-Tctex-1標(biāo)記小鼠研究獨(dú)立地證實(shí)Tctex-1通過(guò)動(dòng)力蛋白非依賴性途徑在成熟SGZ干細(xì)胞特異性富集,指導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞的表達(dá),此外,這些研究支持了一個(gè)觀點(diǎn),胚胎大腦皮質(zhì)神經(jīng)發(fā)生和[22]成年海馬神經(jīng)再生的調(diào)節(jié)存在類似的轉(zhuǎn)錄程序。此外,Tctex-1是G蛋白信號(hào)2(AGS2)的激活劑,參[8]與非經(jīng)典的受體非依賴性G蛋白信號(hào)通路,而該通路已經(jīng)證實(shí)在蒼蠅和線蟲胚神經(jīng)母細(xì)胞的細(xì)胞分裂[23]對(duì)稱性中起著關(guān)鍵作用。同時(shí),哺乳動(dòng)物的AGS3活化劑在新皮層形成期間,決定神經(jīng)干細(xì)胞的[24]分化方向,這提出了Tctex-1決定成體神經(jīng)干細(xì)胞分化方向的假設(shè)。Tctex-1參與初級(jí)纖毛結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)節(jié)。

Palmer等在人類上皮細(xì)胞應(yīng)用siRNA技術(shù)沉默Tctex-1發(fā)現(xiàn),出現(xiàn)了比對(duì)照組wt-Tctex-1更長(zhǎng)的纖毛,此現(xiàn)象與運(yùn)用同樣方法沉默動(dòng)力蛋白重鏈-2(DHC2)導(dǎo)致的初級(jí)纖毛延長(zhǎng)相似,同時(shí)發(fā)現(xiàn),抑制DHC2會(huì)引起Tctex-1的伴隨損失。相比單個(gè)亞基的沉默,DHC2和Tctex-1用siRNA技術(shù)雙沉默能導(dǎo)致更長(zhǎng)的纖毛。早期的研究表明,DHC2與中間輕鏈LIC3(D2LIC)特異性相互作用參與初級(jí)纖毛的形成和功能,因此,證明Tctex-1是纖毛長(zhǎng)度的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,且該過(guò)程可能是通過(guò)Tctex-1動(dòng)力蛋白依賴[25]性途徑實(shí)現(xiàn)的。T94磷酸化Tctex-1連接纖毛重吸收與細(xì)胞重新進(jìn)入S期過(guò)程,添加外源性Tctex-1(T94E)突變體能加速細(xì)胞纖毛吸收并促使其進(jìn)入S期;然而,在非纖毛細(xì)胞中Tctex-1不能促使細(xì)胞進(jìn)入S期。研究表[26]明肌動(dòng)蛋白參與了Tctex-1調(diào)控纖毛吸收過(guò)程。在Tctex-1連接纖毛重吸收和細(xì)胞重新進(jìn)入細(xì)胞周期的過(guò)程中,胰島素樣生長(zhǎng)-1(IGF-1)磷酸化細(xì)胞纖毛的IGF-1受體(IGF-1R),進(jìn)而活化AGS3調(diào)節(jié)Gβγ信號(hào)通路,隨后招募磷酸(T94)Tctex-1選擇性富集到纖毛過(guò)渡區(qū),促有絲分裂信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)使纖毛重吸收進(jìn)一步加速G1-S期進(jìn)程。在皮質(zhì)區(qū)干細(xì)胞中干擾這一途徑的任何環(huán)節(jié)都將影響神經(jīng)元細(xì)胞增殖時(shí)的成熟分化。在大腦皮質(zhì)(duringcorticogenesis)中,纖毛傳導(dǎo)的非經(jīng)典IGF-1R-Gβγ–phospho(T94)Tctex-1信號(hào)通路通過(guò)調(diào)節(jié)纖毛重吸收和細(xì)胞周期[13]G1期的長(zhǎng)短進(jìn)而促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化。此外,有報(bào)道證明食欲素(OX-A,OX-B)參與睡眠-覺醒周期的調(diào)節(jié),Tctex-1與食欲素受體1(OX1R)[27]相作用,進(jìn)而調(diào)節(jié)OX-A信號(hào)傳導(dǎo)。據(jù)報(bào)道Tctex-1參與人瘤病毒等感染引起的腫瘤發(fā)生過(guò)程,同時(shí),Tctex-1也參與抑癌基因REIC/Dkk-3的信號(hào)傳導(dǎo),Tctex-1表達(dá)下調(diào)削弱了其對(duì)GEF-H1的抑制作用從而引發(fā)白血病。

人瘤病毒通過(guò)感染皮膚或粘膜的復(fù)層鱗狀上皮導(dǎo)致良性病變的發(fā)生,其中有一部分具有發(fā)展為浸潤(rùn)性癌的可能。據(jù)報(bào)道,幾乎所有宮頸癌是由人狀瘤病毒某個(gè)亞型尤其是HPV16和HPV18持續(xù)感染所致。Tctex-1通過(guò)動(dòng)力蛋白依賴性途徑參與L2/DNA的逆向運(yùn)輸,進(jìn)而參與了HPV的感染過(guò)程,當(dāng)運(yùn)用siRNA技術(shù)使Tctex-1沉默時(shí),可明顯降低[4]HPV16的感染性。REIC/Dkk-3是Dickkopf蛋白家族(具有Wnt-antagonists能力)的一員,在多種類型的腫瘤中廣泛表達(dá),它作為多種癌癥細(xì)胞系的腫瘤抑制基因,通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)應(yīng)激信號(hào)傳導(dǎo)途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Ochiai等采用酵母雙雜交篩選實(shí)驗(yàn),確定了Tctex-1是REIC/Dkk-3的配體,并進(jìn)一步在哺乳動(dòng)物雙雜交篩選試驗(yàn)中證實(shí)該作用點(diǎn)位于REIC/Dkk-3的136-157AA;而在Tctex-1上,該作用點(diǎn)包含Tctex-1與動(dòng)力蛋白中間鏈(DIC)結(jié)合的[-EXGRRXH-]氨基酸序列。同時(shí),免疫組化顯示REIC/Dkk-3和Tctex-1的[9]相互作用發(fā)生在ER周圍。Tctex-1抑制Lfc活性是調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的重要環(huán)節(jié),據(jù)報(bào)道,在單核細(xì)胞白血病細(xì)胞系U937中GEF-H1(Lfc的同源物)的突變體缺失包含[28]Tctex-1結(jié)合位點(diǎn)的N-末端序列。由于Tctex-1對(duì)突變型GEF-H1的抑制作用減弱而增加GEF-H1的交換活性,進(jìn)一步誘導(dǎo)腫瘤的發(fā)生。另一方面,過(guò)度表達(dá)的Tctex-1通過(guò)抑制Lfc的活性進(jìn)一步抑制應(yīng)力纖維和黏著斑的形成,而減少細(xì)胞表面積,并表現(xiàn)出圓形的折射表型,降低其細(xì)胞粘附力,促使細(xì)胞的遷[5]移。