棉籽蛋白酶解物的制备及其抗菌活性

【目的】通过体外模拟动物胃肠道消化环境,对两种棉籽蛋白的酶解产物抗菌活性进行研究,为棉籽蛋白精深加工、高值化利用提供理论依据。【方法】以棉籽粕为原料,用Osborne法和传统的碱溶酸沉法分别制备棉籽蛋白(清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及谷蛋白)和棉籽分离蛋白(cottonseed protein isolate,CPI),用凯氏定氮法测定所得棉籽蛋白的蛋白含量,Tricine-SDS-PAGE测定蛋白亚基组成,通过扫描电镜观察蛋白的表面微观结构,选取蛋白含量较高的球蛋白(cottonseed globulin,CPG)和CPI进行研究。通过体外模拟动物胃肠道消化环境,用胃蛋白酶和胰蛋白酶依次对CPG和CPI进行酶解;以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为受试菌,分别以抗生素卡那霉素(Kanamycin,Kan)及未经酶解的蛋白溶液为对照,研究棉籽蛋白酶解产物的抗菌活性,同时用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)检测酶解产物中小肽的分子量大小及分布。【结果】碱溶酸沉法的提取率为(70.52±2.40)%,所得CPI的蛋白含量为(89.53±0.66)%;用Osborne法分别得到清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白等4种棉籽蛋白,提取率为(67.55±1.16)%,其中CPG的蛋白含量最高为(82.57±1.02)%。Tricine-SDS-PAGE图谱表明CPG的亚基组成与CPI较接近;扫描电镜观察到的蛋白表面微观结构差别较大,CPI为颗粒大小较均匀整齐的蜂窝状结构,CPG由大小不均一的蛋白颗粒构成;相对于CPI,CPG中氨基酸保留较为完全。相同加酶量处理情况下,CPI的水解度高于CPG,且棉籽分离蛋白的小分子肽段(MW≤0.8 k Da)含量(70%—85%)显著高于棉籽球蛋白(40%—60%)。抗菌活性检测结果表明,当胃蛋白酶-胰蛋白酶加酶量为5 000—5 000 U时,两种蛋白酶解产物的抗菌能力最强,此时CPI和CPG的水解度分别为(24.72±1.07)%和(19.26±0.39)%,二者酶解产物对大肠杆菌的抑制能力均高于对金黄色葡萄球菌的抑制能力;CPI酶解产物的抗菌活性比CPG高,两者未经消化的蛋白溶液均无抗菌能力。通过分子量测定结果分析得到CPI酶解产物的抗菌活性物质的分子量在0.57—0.75 k Da,而CPG分子量分布在0.66—0.78 k Da。【结论】两种方法制备的蛋白在提取率方面没有显著差异(P0.05),在亚基组成方面,Osborne法分级的蛋白间差异较大,但CPG和CPI组成较为相似;二者经体外模拟消化后的酶解产物均具有一定的抗菌活性,CPI酶解产物的抗菌活性高于CPG。     

胸腺素家族多肽在大肠杆菌中的表达

为提高胸腺素(又名胸腺肽,thymosin)的体外表达效率,本研究采用设计融合标签的方法对胸腺素α1和β4 (Tα1,Tβ4) 进行体外重组表达,通过超高效液相色谱-飞行时间质谱联用 (LC/MS) 法,对融合蛋白的完整分子量进行验证,利用反相超高效液相色谱法对不同表达载体的单位表达量进行测定。结果表明,A18-KEKE、DKL6K两种融合标签能够高效地表达Tα1 和 Tβ4。LC/MS结果表明,所有被测样品的过表达条带中均含有融合标签的目的多肽,且带有融合标签A18-KEKE的胸腺素的单位表达量达73~123 mg·OD^-1·L^-1。A18-KEKE、DKL6K 2种融合标签可以有效地促进胰高血糖素样肽-1 (GLP-1)、胰高血糖素样肽-2 (GLP-2)、甲状旁腺激素 (PTH 1-34) 和糖依赖性胰样多肽 (GIP)的表达,证实了这2种融合标签的广谱适用性。本研究成功筛选到了2种融合标签,可用于多种胸腺素家族多肽在大肠杆菌中的重组表达,且融合蛋白单位表达量较高,提高了胸腺肽类产品重组生产的效率,极大地降低生产成本,具有广泛的应用前景。