南昌大学食品科学与资源国家重点实验室研究团Food Chem:通过脉冲电场诱导构象变化调节对虾肌球蛋白的致敏性

学术   2024-11-04 07:44   中国香港  
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对虾含有丰富的蛋白质和矿物质,养殖产量巨大。然而对虾是世界八大过敏源之一,其主要过敏原为肌球蛋白(tropomyosin,TM),诱发哮喘、腹泻、红斑等一系列过敏反应。通过一些改性方法可降低其免疫原性。

南昌大学食品科学与资源国家重点实验室研究团队在农林科学领域Top期刊Food Chemistry发表了题为“Modulating allergenicity of prawn tropomyosin (penaeus chinensis) via pulsed electric field-induced conformational changes”的文章,将对虾肌球蛋白溶液置于不同脉冲电场PEF系统(强度分别为5、10、20 kV/cm,50 Hz,方波,10 μs,处理时间分别为0.5、1、2 h)处理后于-20 ℃保存,探究脉冲电场对于对虾肌球蛋白致敏性及其理化特性的影响。

研究发现,随脉冲电场强度增加和处理时间延长,对虾TM过敏原性显著增加,IgG/IgE的结合能力提高。样品经脉冲电场PEF 5、10和20 kV/cm处理2 h后,IgG变应原率分别提高18.74%、24.34%和2.58%, IgE变应原率分别提高4.85%、29.15%和9.63%。在20 kV/cm处理0.5 h后,TM蛋白中暴露的发色团的构象折叠紧密,并隐藏在疏水微环境中。对虾TM在5和10 kV/cm PEF处理后α-螺旋结构部分展开;而在20 kV/cm处理0.5 - 2小时后,TM中的α-螺旋含量从65.62%增加到70.16%。PEF处理使蛋白二级结构中无规则卷曲和β-转角转变为α-螺旋结构。PEF处理改变了TM的构象,5-10 kV/cm使α-螺旋结构展开,而在20 kV/cm处理后,形成新的α-螺旋结构以促进过敏部位暴露和掩埋。在20 kV/cm处理2小时后,表面疏水性(H0)下降了50%,。PEF处理后,TM的氧化损伤显著增强,α-螺旋含量的增加也与H0的降低相吻合,表明分子的结构被紧密包裹,疏水性基团被埋在分子内,这种进化最终导致TM致敏性降低。

在模拟胃消化过程中,消化部分的不可见性与消化30 min内PEF处理次数呈正相关,PEF处理的TM消化阻力降低。PEF处理暴露了裂解位点,增加了TM对蛋白水解降解的敏感性。此外,较高的PEF处理强度增加了分子的动能,增强了蛋白质分子的振动和旋转,破坏精氨酸和谷氨酸间的分子间氢键断裂,进一步引起二级结构的失稳和展开,使肌球蛋白二聚体解聚,从而使肌球蛋白易于被 IgG/IgE 识别。脉冲电场技术对于蛋白构型的影响,为致敏性蛋白改性及精深加工提供了新方法。

参考文献:

https://doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114884


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