首页 > 技术交易 > 科技成果
基于蛋白质组学探讨转谷氨酰胺酶催化大豆蛋白交联的分子机制
发布时间: 2023-12-08 浏览量:19
  • 交易方式:面议
  • 联系电话:15114669883
  • 单位名称或姓名:刘颖
  • 产业领域:生物经济
  • 成果类型:
项目基本情况Basic information of the project
转谷氨酰胺酶(Transglutaminase, TGase;全称为蛋白质-谷氨酰胺-γ-谷氨酰胺基转移酶)是一种能催化多肽或蛋白质的谷氨酰胺残基的γ-羧酰胺基团(酰基的供体)与许多伯胺化合物(酰基的受体,包括蛋白质赖氨酸残基的ε-氨基)之间的酰基转移反应的酶。该酶通过催化蛋白质分子间的酰基转移反应,可使不同蛋白质间形成共价的ε-(γ-谷氨酰胺基)赖氨酸(ε-(γ-Glu)-Lys)键桥,使蛋白质分子发生交联形成分子量更高的生物聚合物,对改善蛋白质的乳化稳定性、凝胶性、热稳定性等功能特性具有重要作用。 蛋白质组学技术是大分子功能分析的有力工具,其核心技术包括以双向电泳为主的蛋白质分离技术、以质谱分析为核心的蛋白质鉴定技术以及计算机图像数据处理和数据库的构建、图像数据处理与蛋白质组数据库。该技术方法已被成功应用于蛋白质各种各样性质的测定,包括序列、表达量、修饰状态、与其它蛋白之间的相互作用、活性、亚细胞分布和结构等。 本研究采用TGase酶法交联改性大豆蛋白,首次系统研究不同交联条件对大豆蛋白功能特性的影响,确定具有不同功能特性的大豆蛋白聚合物的最适交联条件,从而获得满足不同加工需要的大豆蛋白。本研究应用蛋白质组学技术手段和蛋白质分子结构分析方法观察在交联过程中蛋白分子间作用模式及大豆蛋白聚合物分子结构的变化及其变化的规律以及蛋白分子结构与功能特性变化的内在联系,揭示TGase酶促交联改性大豆蛋白的分子机制,为推动大豆蛋白高值化技术的进步提供方法和理论指导。 ②技术原理及性能指标:(1)加酶量21.2 U/g、pH 7.1、温度53.0 ℃、时间1.2 h为TGase改善SPI酶解物吸油性的最优条件,此条件下的吸油性为5.41 g/g,分别较SPI酶解物及SPI提高35.93%、45.04%。加酶量20.0 U/g、pH 7.0、温度35.0 ℃、时间1.0 h为TGase改善SPI酶解物保水性的最优条件,此条件下的保水性为17.28 g/g,分别较SPI酶解物及SPI提高16.60%、19.01%。加酶量40.0 U/g、pH 6.0、温度35.0 ℃、时间2.0 h为TGase改善SPI酶解物发泡性的最优条件,此条件下的发泡性为72.98%,分别较SPI酶解物及SPI提高33.10%、103.29%。加酶量50.0 U/g、pH 6.0、温度45.0 ℃、时间2.0 h为TGase改善SPI酶解物泡沫稳定性的最优条件,此条件下的泡沫稳定性为96.74%,分别较SPI酶解物及SPI提高10.48%、27.64%。 (2)确定Na2SO3协同TGase处理大豆7S球蛋白凝胶特性和乳化特性最优交联条件。首先,用浓度为900 mg/L的Na2SO3处理大豆7S球蛋白0.5 h。在此基础上,通过单因素与响应面优化试验确定TGase交联大豆7S球蛋白最优条件。响应面优化分析确定最佳工艺参数为:TGase添加量20.00 U/g、反应pH 6、反应温度50℃、反应时间1 h时,大豆7S球蛋白的凝胶强度最高,凝胶强度值为120.97 g;TGase添加量20 U/g、反应pH 7、反应温度55℃、反应时间1 h时,大豆7S球蛋白的乳化性最高,乳化值为86.92 m2/g,与预测值总体吻合,说明采用响应面优化Na2SO3协同TGase处理大豆7S球蛋白处理条件是可行的,所得优化工艺条件可靠。 (3)试验随后研究了反应温度、离子强度、加酶量、pH等TGase改性条件对大豆11S球蛋白溶解性和乳化性的影响,利用响应曲面法确定TGase最佳改性条件。反应温度为35℃、I=0.08、TGase加酶量为30U/g、pH为8.0,在此条件下大豆11S球蛋白的溶解性和乳化性最高,分别是86.15%和66.00%。对改性前后大豆11S球蛋白的溶解性及乳化性进行了比较,结果发现改性后大豆11S球蛋白的溶解性和乳化性都有显著提高,改性前大豆11S球蛋白溶解性为7.24%,改性后为84.26%,溶解性能提高了11.0倍;大豆11S球蛋白乳化性改性前为30.27%,改性后为64.45%,乳化性能提高了2.0倍 ③技术的创造性与先进性: 应用蛋白质组学技术手段和蛋白质分子结构分析方法观察在交联过程中是否发生了酰基转移、脱氨基作用及蛋白之间二硫键的情况,明确TGase催化大豆蛋白聚合物分子结构的变化及其变化的规律以及蛋白分子结构与功能特性变化的内在联系,揭示TGase酶促交联改性大豆蛋白的分子机制,为推动大豆蛋白高值化技术的进步提供方法和理论指导。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性:到达中级水平,适用范围较广,安全性较高。 ⑤应用情况及存在的问题:大豆蛋白改性通常采用的方法有物理、化学及酶改性法,其中酶法改性具有专一性、多样性、高效性、温和性和无副产物等优点,对食物营养价值也无破坏作用,因此颇受重视。转谷氨酰胺酶可以催化蛋白质或多肽发生共价交联,从而改善蛋白质的结构与特性,将酶水解与酶交联的方法并用,可以使大豆蛋白的某些功能性质有更大的提高,而发生交联后的大豆蛋白在结构和功能方面的变化,也有越来越多的研究者利用蛋白质组学及光谱等对其进行深度的分析。
管理团队与技术团队Management team and technical team
哈尔滨商业大学
效益分析Benefit analysis
该项目为储备库项目资源,暂无效益分析内容。
成果推荐Result recommendation