大豆过敏蛋白与品种改良

食物过敏是一个全世界关注的公共卫生问题。大豆蛋白在食品加工业的广泛应用,对大豆敏感人群带来了潜在的威胁。如何降低大豆过敏原含量提升大豆食品安全已成为日益关注的问题。大豆种子过敏蛋白包括种子贮存蛋白、结构蛋白和防御相关蛋白,其中7S 伴球蛋白的多肽片段Gly m Bd 28K, Gly m Bd 30K和Gly m Bd 60K是三种主要的过敏原。目前通过对过敏蛋白的理化性质、过敏原性和基因结构的认识,运用食品加工工艺、传统育种及基因工程技术等方法,在减少大豆和大豆产品的过敏原性方面已取得一定的进展。本文拟从大豆过敏原的分类、主要过敏原Gly m Bd 28K和Gly m Bd 30K的理化性质及基因结构、大豆过敏蛋白在遗传改良中的应用对大豆过敏蛋白进行综述。     

大豆(Glycine max(L.)Merr.)致敏蛋白Gly m Bd 30K检测方法及低致敏优异种质鉴定

Gly m Bd 30K蛋白是大豆中主要的免疫显性过敏原之一,会引起人和牲畜腹泻和肠道炎症等过敏反应。因此,发掘低Gly m Bd 30K蛋白含量优异种质对于培育优质大豆品种具有重要意义。为了获得致敏蛋白Gly m Bd 30K低含量的优异种质,根据Gly m Bd 30K蛋白的190-379aa多肽序列制备多克隆抗体;对来源于山西省的29份种质,利用Western blot技术对其Gly m Bd 30K蛋白含量进行检测;并扩增和分析Gly m Bd 30K基因序列;利用荧光定量PCR技术对筛选出的低Gly m Bd 30K含量种质进行表达分析。结果表明:从参试种质中鉴定出2份Gly m Bd 30K蛋白含量低的种质,Gly m Bd 30K蛋白低含量种质的鉴定效率为6.9%,分别是来自太原市的大豆种质134(ZDD02046)和大青豆(ZDD02174),其Gly m Bd 30K基因序列与Willams82相比,在启动子上都有TA重复序列变异,134(ZDD02046)有8次TA重复,大青豆(ZDD02174)有42次TA重复,表达分析结果显示,134(ZDD02046)的转录水平显著低于大青豆(ZDD02174),推测启动子上TA多态性可能影响了其转录水平。本研究建立Gly m Bd 30K蛋白含量测定的方法,鉴定出2份低蛋白含量的优异种质,为今后选育优质蛋白组合的大豆新品种提供了技术和材料支撑。     

一种苦荞主要过敏原基因cDNA的克隆及序列分析

为了获得苦荞中主要过敏原的cDNA和由此推导的蛋白质序列 ,分析其结构特点 ,以苦荞幼根根尖为材料 ,提取总RNA并反转录mRNA为cDNA第一链 .通过RT PCR、3′RACE、基因克隆及序列测定 ,获得一种苦荞主要过敏蛋白基因的cDNA片段 (GenBank登录号为AY0 4 4918) .该cDNA片段由 76 8bp组成 ,包括 3′端非编码区 180个bp ,开放阅读框 5 88bp .可编码一个由 195个氨基酸残基组成的功能蛋白及一个终止密码 .苦荞主要过敏原基因与甜荞 2 2kD过敏蛋白、豆球类蛋白的核苷酸序列分别有 95 %和 93%的同源性 .其推导的氨基酸序列与甜荞球蛋白、刀豆蛋白、甜橙柠檬素分别有 93%、83%和 5 7%的同源性 .该过敏蛋白 183～ 188位氨基酸残基KEEEKE在多数不同过敏原中均存在 ,推测可能为其中的抗原决定簇序列     

扁豆过敏原LenC3蛋白B细胞抗原表位预测及同源建模

目的：通过应用生物信息学软件模拟、分析预测扁豆过敏原Len c 3蛋白的结构、性质及B 细胞抗原表位, 为探索基于扁豆过敏原Len c 3 抗原表位的改造提供依据。方法：从Uniprot 蛋白质数据库中得到扁豆过敏原Len c 3的氨基酸序列,通过生物信息学软件Swiss-Model及Swiss-PdbViewer 4.0 模拟和分析扁豆过敏原Len c 3蛋白的结构,使用DNAStar软件对其B细胞抗原表位进行模拟、分析预测。结果：扁豆过敏原Len c 3蛋白为疏水性蛋白,在氨基酸残基第7-26 位有一跨膜区,Ramachandran 图评估扁豆过敏原Len c 3蛋白的三维结构显示其空间构象稳定,Len c 3蛋白潜在的B细胞抗原表位为35-36,48-50,66-71,87-90。结论：本研究通过对扁豆过敏原Len c 3蛋白进行生物信息学分析获得了该过敏原的结构、性质及潜在的B 细胞抗原表位,为进一步了解和掌握扁豆过敏原Len c 3蛋白的结构功能以及抗原性改造、单克隆抗体制备、表位疫苗设计等提供重要的线索。     

扁豆过敏原Len c 3蛋白B细胞抗原表位预测及同源建模

目的:通过应用生物信息学软件模拟、分析预测扁豆过敏原Len c 3蛋白的结构、性质及B细胞抗原表位,为探索基于扁豆过敏原Len c 3抗原表位的改造提供依据。方法:从Uniprot蛋白质数据库中得到扁豆过敏原Len c 3的氨基酸序列,通过生物信息学软件Swiss-Model及Swiss-PdbViewer 4.0模拟和分析扁豆过敏原Len c 3蛋白的结构,使用DNAStar软件对其B细胞抗原表位进行模拟、分析预测。结果:扁豆过敏原Len c 3蛋白为疏水性蛋白,在氨基酸残基第7-26位有一跨膜区,Ramachandran图评估扁豆过敏原Len c 3蛋白的三维结构显示其空间构象稳定,Len c 3蛋白潜在的B细胞抗原表位为35-36,48-50,66-71,87-90。结论:本研究通过对扁豆过敏原Len c 3蛋白进行生物信息学分析获得了该过敏原的结构、性质及潜在的B细胞抗原表位,为进一步了解和掌握扁豆过敏原Len c 3蛋白的结构功能以及抗原性改造、单克隆抗体制备、表位疫苗设计等提供重要的线索。     

小鼠不同细胞间组蛋白修饰变化对MafA基因转录表达的影响

目的通过比较不同细胞类型之间MafA基因转录起始区的组蛋白修饰差异,探讨组蛋白修饰对MafA基因转录表达的作用。方法采用染色质免疫共沉淀-实时定量PCR法检测小鼠胰岛素瘤β细胞（NIT-1）、NIH小鼠成纤维细胞（NIH3T3）及小鼠胚胎干细胞（mES）三者中的MafA和MLH1基因转录起始区组蛋白修饰（H3K4m3、H3K9m3和H3乙酰化）的状况。同时采用实时定量RT-PCR检测上述三种细胞各基因mRNA表达水平。分析基因的H3K4m3、H3K9m3和H3乙酰化修饰与基因表达之间的相互关系。结果 （1）以mES细胞为参照,NIT-1细胞MafA基因的转录起始区的H3K4m3修饰水平明显增高（P〈0.05）,H3K9m3修饰水平明显降低（P〈0.05）;NIH 3T3细胞MafA基因的转录起始区的H3K9m3修饰水平明显增高（P〈0.05）,H3K4m3修饰水平明显降低（P〈0.05）;（2）MafA基因的仅在NIT-1细胞表达,其表达与H3K4m3修饰存在直线相关（相关系数0.995）;与H3K9m3修饰存在直线负相关（相关系数-0.751）;（3）管家基因MLH1的表达与所检测组蛋白修饰无相关性。结论 H3K9m3与H3K4m3修饰能相互协调,共同调控MafA基因的表达,对胚胎干细胞向β细胞分化具有重要的意义。     

水稻中过敏原蛋白全基因组预测及生物学功能分析

世界范围内过敏症状的流行趋势日益严峻,水稻作为单子叶模式植物和人类主要粮食作物,对水稻中致敏性物质的研究具有重要意义。但目前基于水稻全基因组水平预测和分析过敏原的研究尚缺少相关报道。本研究利用生物信息学方法在全基因组层面上,在水稻基因组数据库中和过敏原数据库中,共筛选和获得了657个过敏原基因/蛋白(属于109个蛋白家族),并进一步对这些候选的水稻过敏原基因/蛋白进行了表达模式、家族分类和功能预测分析;以及在进化上分析了水稻过敏原基因/蛋白家族成员的同源蛋白在低等到高等植物中分布情况,结果表明致敏性可能随着基因家族中成员的功能分化而变化;进一步结合水稻花粉和种子转录组芯片数据,细化分析和获得了148个水稻花粉过敏原和116个水稻种子过敏原,并在基因家族和功能分类上进行了对比分析。本研究结果初步明确了水稻过敏原基因/蛋白家族的进化特点、组织表达特性和生物学功能,为进一步研究水稻以及其他单子叶植物中的过敏原奠定了基础。     

大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因的电子克隆及生物信息学分析

利用电子克隆方法获得大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因(IPI)的cDNA序列,并采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的一般理化性质、疏水性、信号肽、二级结构和亚细胞定位等方面进行了预测和分析。结果表明,大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因的cDNA序列全长1384bp,包含一个906bp的ORF,编码301个氨基酸。大豆IPI酶为一亲水性的非分泌蛋白,α-螺旋和无规则卷曲是其主要的二级结构,该酶定位于叶绿体。     

大豆球蛋白研究以及在改良稻米营养品质中的应用

11S大豆球蛋白是大豆贮藏蛋白的重要成分,目前已发现6种有功能的大豆球蛋白,G1、G2、G3、G4、G5和G7,编码这些大豆球蛋白的基因家族分别是Gy1、Gy2、Gy3、Gy4、Gy5和Gy7。本文在简要介绍大豆球蛋白组分、结构及基因家族后,采用生物信息学方法分析比较了不同种类大豆球蛋白基因之间的序列同源性,并对不同大豆球蛋白基因的遗传距离作了分析;重点比较分析不同大豆球蛋白的氨基酸序列和组成,以及不同酸性肽和碱性肽中重要氨基酸的含量,提出了利用大豆球蛋白基因进行水稻营养品质改良研究的新思路和新策略。     

花生过敏原iso-Ara h 3的克隆、表达和免疫学鉴定

采用Touchdown PCR技术从花生cDNA中克隆到花生的过敏原iso-Ara h 3基因,并进行重组蛋白表达,再用Western blot技术鉴定重组蛋白过敏原性。结果显示,构建的pET44a-iso—Ara h 3重组菌能表达iso—Ara h 3蛋白。用8例花生过敏的阳性血清鉴定表明,重组的iso—Ara h 3蛋白血清IgE识别率为12．5％,是一种低过敏原性的过敏原蛋白。