2011.3.1 油菜籽蛋白质的结构,生物活性和理化特性. 下载本文

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《生命的化学》2010年30卷6期CHEMISTRY OF LIFE 2010,30(6)

● Current Topic

文章编号: 1000-1336(2010)06-0972-05 油菜籽蛋白质的结构、生物活性和理化特性 成兰英 王梅

西南科技大学,绵阳 621010

摘要:本文主要介绍了油菜籽蛋白质的组成、已经分离所得的2S清蛋白和12S球蛋白的结构、油菜籽蛋白质和水解产物的生物活性,以及油菜籽蛋白质的理化特性。关键词:油菜籽蛋白;2S清蛋白;12S球蛋白;生物活性中图分类号:Q51

收稿日期:2010-02-26

基金项目:四川省教育厅重点项目(07Zd1117)和博士研究基金(07ZX0108)资助

作者简介:成兰英(1966-),女,博士,副教授,通讯作者,E-mail:wangjz01@sina.com;王梅(1985-),女,硕士生,E-mail:wisdom-wm@163.com

油菜(Brassica campestris L.)属于十字花科植物,主要分布在中国、印度、欧洲、加拿大、法国、西德、日本等。油菜籽(rapeseed)是中国主要油料作物和蜜源作物之一,含蛋白质量大约25%。去油后的菜籽粕(rapeseed meal, RSM)中含35% ̄45%蛋

白质。油菜籽蛋白质(rapeseed protein)中研究得比较多的是清蛋白和球蛋白。它们不仅具有良好的理化性质[1],而且具有较强的生物活性[2]。油菜籽蛋白质的开发和应用以一定纯度为前提。分离和纯化方法的选择是建立在对其组成、结构及性质认识的基础上,同时考虑抗营养因子的存在和干扰,以及目标蛋白质组分的性质。本文综述了国内外对油菜籽蛋白质结构、生物活性及理化特性的研究进展,旨在推动我国对油菜籽蛋白质的利用与开发。1. 油菜籽蛋白质的组成及结构

油菜籽蛋白质组分复杂,根据在不同溶剂中的溶解性差异可分为水溶性、盐溶性、碱溶性(谷蛋白质)和醇溶性蛋白质。随油菜籽品种的不同,每种组分蛋白质的含量会有些差异,如:中双119甘蓝型油菜脱壳脱脂风干菜籽粕中各组分蛋白质占总蛋白质的含量分别为40.0%、34.9%、23.1%和1.9%[3];双低油菜品种华杂3号低温脱壳后,菜籽粕中各组分蛋白质占总蛋白质的含量分别为36.8%、31.6%、

29.1%和2.5%[4];安徽省皖油23号甘蓝型油菜中水溶性蛋白质和盐溶性蛋白质分别占总蛋白质的含量为20.8%和60.2%[5],碱溶性和醇溶性蛋白质含量未显示。油菜籽中主要的种子储藏蛋白质包括12S球蛋白和2S清蛋白两类,前者占蛋白质含量的25% ̄65%,后者为13.4% ̄46.1%。此外,还有分子量较小的如硫堇、胰岛素抑制剂和脂转移蛋白质(lipidtransfer protein, LTP)[6]。

油菜籽中12S球蛋白与大豆球蛋白具有相同的晶体结构,由六聚体组成,平均分子量大约为300kDa,等电点(pI)大约为7.2[7]。在中性pH和高离子强度时构象稳定。在极端的pH和尿素溶液中完全分解为六个亚基,每个亚基是由2条多肽链组成(α链和β链),分子量大约各为30 kDa和20 kDa,并通过二硫键连接,并且在Swiss-Prot/TrEMBL(蛋白质序列数据库)中描述了12S球蛋白的十个亚型。由于几个亚型的组合而产生的六聚体结构,造成蛋白质高度的复杂性和多样性[8]。疏水性的β侧链位于蛋白质分子内部,强亲水性的α-链C末端区域位于蛋白质分子的表面。油菜籽12S

球蛋白质含有一个由38个氨基酸残基组成的亲水性分支,许多甘氨酸-谷酰胺重复单位位于α-链的中间部分,在蛋白质的表面形成一个环,因此α-链的C末端区域对油菜籽蛋白质的12S球蛋白的功能性特别重要[9]。2S清蛋白含量比12S球蛋白低,是高碱性的蛋白质,等电点pI大约为11.0,分子量为12.5 ̄14.5 kDa,由两条多肽链组成(4.5kDa和10 kDa),并依靠2个二硫键连接[10]。

Krause等[11]研究发现油菜籽蛋白质在结构上差 · 973 ·

《生命的化学》2010年30卷6期CHEMISTRY OF LIFE 2010,30(6)

● 知识介绍

异很大。分子量大的球蛋白在缓冲溶液中结构稳定。清蛋白是强碱性蛋白质,分子量较小,但刚性相当大,尽管所用缓冲溶液离子强度高,在对其进行改性时仍不能排除静电影响。

LTP是许多植物体的基本蛋白质,等电点在9 ̄10之间,根据分子量不同有LTP1(9 kDa)和LTP2(7kDa)两种[12]。在油菜籽蛋白质中只有9 kDa的LTP1,LTP1在啤酒泡沫中大量富集,有很好的起泡性,因此油菜籽蛋白质具有适用于化妆品或食品添加剂的潜质[13]。不同的油菜籽中LTP有很多相同之处(相同程度至少达到82%),但与谷类LTP只有40% ̄50%的相同。跟其他的植物LTP一样,油菜籽LTP包括8个胱氨酸残基端,而且都参与了4个二硫键的形成[6]。由于油菜籽粕中所含的LTP量相对较少,相关的研究报道很少。

2. 油菜籽蛋白质和水解产物的生物活性