河南农业大学食品科学技术学院,东北农业大学 乳品科学教育部重点实验室的王小鹏、赵新淮*利用TGase催化制备壳寡糖糖基化酪蛋白,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳(SDS-PAGE)、反相-高效液相色谱(RP-HPLC)证实糖基化修饰反应的发生;以水解度(DH)和三氯乙酸可溶性氮(TCA-SN)为指标分析糖基化修饰对蛋白质体外消化能力的影响;葡聚糖凝胶过滤色谱分析消化物中肽组分分子质量分布情况,以期科学评价TGase途径糖基化修饰对蛋白质消化性的影响,为新型蛋白质配料的开发提供理论依据。
1、酪蛋白糖基化的SDS-PAGE验证
与酪蛋白(泳道1)相比,糖基化酪蛋白(泳道2)的α、β亚基谱带明显减少,而在分离胶顶端有明显的新谱带出现,表明有大分子的蛋白质共聚物生成。在分离胶顶端出现大分子蛋白质聚合物的位置,出现了新条带,该条带具有明显的糖染色现象,表明糖基化酪蛋白中含有糖基。
2、氨基葡萄糖的导入量
氨基葡萄糖的标准曲线
利用RP-HPLC测定不同质量浓度氨基葡萄糖溶液对应的峰面积,可发现氨基葡萄糖质量浓度(x)与所测峰面积(y)呈线性关系,方程为:y=999 904x-59 368(R2 =0.999 3)。线性关系良好,可以用于计算糖基化酪蛋白中氨基葡萄糖的导入量。
TGase途径糖基化酪蛋白中
氨基葡萄糖的导入量
氨基葡萄糖标准品在4.6 min左右处出现峰1。壳寡糖糖基化酪蛋白的水解物也在4.6 min时出现了峰1,表明在该水解物中存在和氨基葡萄糖标准品水解物相同的组分,即糖基化酪蛋白中有氨基葡萄糖的存在。
3、糖基化修饰反应对酪蛋白的体外消化性的影响
胃蛋白酶水解
随着水解时间的延长,糖基化酪蛋白和酪蛋白的水解程度逐渐上升,糖基化酪蛋白的胃蛋白酶消化能力低于酪蛋白。经胃蛋白酶水解60 min后,酪蛋白和糖基化酪蛋白的TCA-SN分别提高了6.73%和6.22%;当以DH为评价指标时,酪蛋白和糖基化酪蛋白的DH分别增加2.02%和1.93%。
胰蛋白酶进一步水解
两种水解物的DH随时间的延长持续增加,反应前15 min DH增加较快,随后反应速度放缓。经胰蛋白酶水解后,酪蛋白胃蛋白酶消化物的TCA-SN从6.73%增加到41.88%,糖基化酪蛋白胃蛋白酶消化物的TCA-SN从6.22%增加到38.74%;以DH为评价指标,在120 min的水解时间内,酪蛋白胃蛋白酶消化物的DH从2.02%增加到14.57%,糖基化酪蛋白胃蛋白酶消化物的DH从1.93%增加到13.76%。
4、糖基化酪蛋白消化物的肽分子质量分布
糖基化酪蛋白消化物含有较多的大分子物质(≥612.6 Da)。TGase对蛋白质进行糖基化修饰的同时,也催化蛋白质发生分子内和分子间交联反应,生成大分子的聚合物,以及糖与蛋白质的交联产物。交联反应改变了蛋白质的结构,影响了消化酶的识别位点,修饰产物的消化性降低,体外模拟消化后形成了较大分子质量的肽段。
结 论
本实验通过SDS-PAGE和RP-HPLC分析,证实TGase能够催化酪蛋白和壳寡糖发生糖基化交联修饰反应,修饰产物为糖基化酪蛋白;体外模拟消化结果表明,糖基化修饰反应对酪蛋白的消化性产生了一定不利影响;糖基化酪蛋白水解物中更多大分子质量肽段的存在,进一步证实了糖基化修饰反应对酪蛋白消化性的抑制作用。本研究可为TGase途径蛋白质糖基化修饰技术的工业化应用提供理论支持和技术参考。