马槟榔甜味蛋白的研究Ⅱ．甜蛋白Ⅱ和甜蛋白Ⅰ的比较

从马槟榔（Capparis masaikai Levl．）种子分离鉴定了二种甜蛋白：甜蛋白I（mabinlinⅠ或MaⅠ）分子量MWll600,等电点PⅠll.8;甜蛋白Ⅱ（mabinlinⅡ或MaⅡ）MW 10400,PⅠll.3。另一组分mabinlinⅡ MW10200,pl 11.8,可能是提取过程产物。MaⅡ有84个氨基酸残基,比MaⅠ少15个。它们有80个氨基酸残基是共同的,都是缺丝氨酸和蛋氨酸的单一多肽链。MaⅠ还缺赖氨酸和酪氨酸。测不出有自由SH基。在8 M尿素中用巯基乙醇还原处理,两种甜蛋白分子都可转变为二聚体而失去甜味。     

马槟榔甜味蛋白N-和C-末端部分氨基酸顺序的测定

从马槟榔(Capparis masaikai)种子中曾分离出二种甜味蛋白,称为Mabinlin Ⅰ和Ⅱ,分子量分别为11.6kD和10.4kD。用Edmail降解和反相HPLC鉴定PTH-aa方法测定证明:二者的N末端均因焦谷氨酸环化而封闭。采用1mol/l HCl-甲醇溶液35℃处理24小时的方法可使之开环。二种蛋白N端肽8个氨基酸残基顺序均为:Pyroglutamic acid-Pro-Arg-Gly-Pro-Ala-Leu-Arg-。羧肽酶酶解的动态分析证明MaI羧端的氨基酸顺序为-Phe-Gln-Leu-Ala-Ser,MaⅡ为-Phe-Gln-Leu-Ala。其差别仅在于MaⅡ缺一个Ser,这一结果表明MaⅠ和MaⅡ的主要差异不是在端肽。     

马槟榔甜味蛋白的圆二色谱和激光拉曼光谱

测定了自马槟榔(Capparis masaikai Levl.)种子分离的二种甜味蛋白MaⅠ和MaⅡ的远紫外区域圆二色谱,并按Yang和Chen的方法用最小二乘法计算了它们的构象单元含量,结果表明α螺旋含量最多:对MaⅠf_H=0.43、f_β=0.24、f_R=0.33;对MaⅡ,f_H=0.37、f_β=0.33、f_R=0.30;其相关系数均为0.9876;计算所得理论曲线与实验曲钱其本吻合。二种甜蛋白的激光拉曼光谱测定结果也表明其主要构象单元为α螺旋,此外,均无SH谱带:MaⅠ的Tyr残基暴露于分子表面;与MaⅡ相比,MaⅠ有明显的545cm~(-1)和1101cm~(-1)谱带,这可能从构象上说明MaⅠ与MaⅡ对热和变性剂处理表现不同的原因。     

马槟榔甜蛋白基因(MBLⅡ)的拼接与表达载体的构建

从云南植物Capparismasaikai中提取总DNA,设计引物克隆马槟榔甜蛋白基因MBLⅡ,序列测定后经同源性分析表明与GeneBank中登陆的马槟榔甜蛋白基因MBLⅡ(cDNA)序列一致,表明MBLⅡ不存在内含子序列。利用重叠区扩增基因拼接法(genesplicingbyoverlapextension,geneSOEing)进行体外基因剪接,剪接片段与植物表达载体pVKH相连,构建pVKH-35S-MBLⅡ-Pa、pVKH-35S-S-A B-pA、pVKH-35S-A B-pA、pVKH-35S-S-A-pA、pVKH-35S-S-B-pA,为寻找mabinlin的活性表达形式和翻译后剪接机制打下基础。     

马槟榔甜味蛋白的研究—Ⅲ.在种子中储存的位点和状态

甜蛋白mabinlin是马槟榔(Capparis masaikai Levl.)种子的主要储存蛋白。它位于胚轴细胞的蛋白体中,其含量为蛋白体总蛋白的90％。圆形蛋白体直径约2—10μm,内含许多球粒体(globoid),但无类晶体(crystalloid)。作为一种强碱性清蛋白,甜蛋白与一种强酸性化合物2-羟乙基葡硫甙磺酸(2-hydroxy-ethyl-glucosinolate)结合为可溶性盐,组成蛋白体的衬质(matrix)。衬质中还有酸性磷酸酯酶。球粒体无一定大小,主要含植酸钾盐。当种子或种子脱脂干粉在水中匀浆时,大部分甜蛋白与植酸结合为沉淀而不能被提取。但甜蛋白-植酸复合物溶于大于0.5N的氯化钠溶液。这容易引起以为种子主要储存蛋白是球蛋白的假象。在水浸泡的完整种子中,部分甜蛋白从蛋白体中渗出,部分与植酸结合而后逐步释放,受到进一步降解。     

马槟榔甜味蛋白的研究——Ⅰ.提取、纯化和某些特性

从中药马槟榔(Capparis masaikai Levl.)成熟种子中分离了一种能引起持久甜味的蛋白质,取名为马槟榔甜蛋白(Mabinlin),分子量11,700,等电点pH11.8,在280nm波长有最大吸收峰,其引起甜味感觉的最低浓度为0.1％,种仁含甜蛋白量约4％。     

繁缕核糖体失活蛋白基因克隆及序列分析

采用同源克隆结合RACE法,克隆了繁缕核糖体失活蛋白的全长cDNA,命名为q3(GenBank accession GQ870262)。序列分析结果表明,q3的开放阅读框(ORF)长780 bp,编码259个氨基酸。序列G+C含量为41.5%,与大部分Ⅰ型RIP基因相近。q3编码的蛋白质命名为Q3,理论分子量为28.16 kD,pI为9.44,均与Ⅰ型核糖体失活蛋白相近;包含由23个氨基酸组成的信号肽。功能结构域分析发现,该蛋白含有3个蛋白激酶磷酸化位点、4个络氨酸蛋白激酶磷酸化位点和7个N-肉豆蔻酰化位点。三级结构预测发现,有35.52%的氨基酸残基参与了α螺旋,24.32%的氨基酸残基组成延伸链,40.15%的氨基酸残基随机缠绕其中。基于繁缕及其近缘种核糖体失活蛋白的氨基酸序列构建的系统发育树显示,其结构与经典分类结果基本一致。     

奇甜蛋白基因在园艺作物中的表达

奇甜蛋白（thaumatin）是从非洲西部植物katemfe（Thaumatococcus daniellii Benth）中提取得到的几种关系相近的甜味蛋白的统称,其中最主要的为奇甜蛋白Ⅰ和奇甜蛋白Ⅱ。奇甜蛋白不仅甜度高,而且具有低热量、安全无毒以及不易诱发糖尿病等优点。因此,将奇甜蛋白基因转入园艺作物中并使之表达,用以提高可食部分的甜味,有其特别的研究意义。奇甜蛋白基因已先后在马铃薯、梨树、黄瓜、番茄等园艺作物得到表达,但仍有一些问题需要解决。现从奇甜蛋白基因的克隆、测序与表达,转基因果实的安全性检测,甜度的感官评价,甜味遗传特点以及奇甜蛋白抗真菌病害检验等几个方面综述了国内外研究进展,并对今后的研究提出了建议。     

植物类甜蛋白基因家族研究进展

类甜蛋白(Thaumatin-like proteins,TLPs)在植物对抗胁迫过程中发挥重要作用。该家族属多基因家族,蛋白分子量较小,具有典型的thaumatin结构域,且高度保守;典型的TLP蛋白由16个半胱氨酸残基对形成8个二硫键,三维解析结构具有功能域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ 3个保守功能域,表面具有“V”形酸性裂缝,保证了蛋白的催化功能;多数物种TLP蛋白归为10个聚类组,各组发生了不均衡扩增;TLP蛋白具有抗真菌、葡聚糖酶、过敏原等活性,能被激素、逆境胁迫等多种信号诱导表达,能被生物或非生物因子诱导表达,广泛参与了植物生长发育、抵御胁迫等多项生命进程,在植物先天免疫中发挥作用。通过基因工程手段,越来越多具有抗真菌潜力的TLP家族基因被用于提高植物抗病性。从类甜蛋白结构、进化、生物学功能及其应用等方面对近期研究成果进行了综述,以期为后续研究提供参考。     

重组马槟榔甜蛋白MabinlinⅡ在大肠杆菌中的表达

Mabinlin Ⅱ是我国所特有且唯一的植物甜蛋白,在体外至今没有得到具有甜味的基因表达产物.本文根据已知马槟榔甜蛋白的序列设计引物克隆Mabinlin Ⅱ基因,对基因进行剪切重组.将重组基因克隆至大肠杆菌表达载体pET-30a(+)中,构建了3个重组表达载体,转化大肠杆菌BL21(DE3),得到三株表达重组马槟榔甜蛋白的大肠杆菌工程菌.经IPTG诱导,3个重组MabinlinⅡ基因可在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达.     

应乐果甜蛋白及其基因工程

应乐果甜蛋白（monellin)是一种分子量为10.7kD的超甜蛋白。由A,B两条链组成,其中A链44个氨基酸,B链50个氨基酸。分子内有5个反向平行的β折叠链和一个α螺旋。实验表明,Asp^B7可能是应乐果甜蛋白的甜味活性中心。此外,Cys^41,Ca^2 等对应乐果甜蛋白的甜味也会产生影响。研究人员把应乐果甜蛋白的单链类似物相断转入大肠杆菌,土豆,莴苣和酵母中,得到了具甜味,稳定性和耐受力强的表达产物。     

用重叠PCR合成植物甜蛋白brazzein基因

目的:为在泡盛曲霉(Aspergillus awamori)中进行表达,采用重叠PCR合成了植物甜蛋白brazzein基因。方法:根据非洲热带植物Pentadiplandra brazzeana产生的天然甜蛋白brazzein的氨基酸序列及泡盛曲霉糖化酶基因glaA的密码子偏爱性,设计并化学合成了2对3’-端互补的寡聚核苷酸,通过PCR延伸获得2条末端有部分重叠的双链核苷酸片段,再通过重叠PCR扩增,合成了用于泡盛曲霉表达的植物甜蛋白brazzein基因。结果:将brazzein基因克隆到pMD18-T载体,随机挑取6个重组质粒测序,结果1个重组质粒有连续4个碱基缺失,3个重组质粒各有1个碱基缺失,2个重组质粒携带的brazzein基因核苷酸序列完全正确。结论:合成的brazzein基因大小162 bp,编码54个氨基酸,推断的氨基酸序列与Pentadiplandra brazzeana产生的天然brazzein完全一致,表明植物甜蛋白brazzein基因成功合成。     

竹叶青(Trimeresurus stejnegeri)蛇毒凝血酶样酶的分离纯化及其理化性质的研究

用CM—Sephadex C—25分离竹叶青粗毒,再经DEAE—Sephadex A—50和CM—Sephadex C—25纯化得到凝血酶样酶组分Ⅰ。用DEAE—Sephadex A—50分离竹叶青粗毒,再经DEAE—Sepharose CL—6B纯化得到凝血酶样酶组分Ⅱ。用聚丙烯酰胺凝胶电泳和SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定,组分Ⅰ在两种电泳中均为一条带; 组分Ⅱ在两朴电泳中均为二条带,经切割后鉴定证明组分Ⅱ的二条带都是凝血酶样酶。组分Ⅰ的分子量为54,500,由261个氨基酸残基组成,其中Asp和Glu含量较高,含14％中性己糖,13.1％己糖胺和14.7％唾液酸,等电点为3.5,在280nm处的消光系数为E_(1cm)~(0.1％)=0.855。组分Ⅱ的分子量分别为54,000和47,000。经凝胶电泳分离后用过碘酸—Schiff's试剂染色,证明组分Ⅰ和组分Ⅱ都是糖蛋白。     

马槟榔甜味蛋白的研究 Ⅳ.稳定性和变性

通过对马槟榔甜昧蛋白Ⅰ和Ⅱ热变性试验,发现MaⅠ在80℃水浴中很快失甜味;圆二色谱证明其主链构象中的α螺旋几乎全部消失了。但Ma Ⅱ却能经受长时间保温而不失去甜味;电泳行为亦不发生改变。 在盐酸胍和尿素变性试验中发现,随变性剂浓度加大,蛋白质荧光发射光谱中色氨酸峰发生红移,直至蛋白质发生完全变性为止。以此为指标发现在酸性条件下,马槟榔甜蛋白更稳定;一般情况下3—5M的盐酸胍就足以使它变性;但即使是8M的尿素也不能使它完全变性。此和横向变性剂梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果是一致的。当脱掉8M尿素或—6M盐酸胍-MaⅠ溶液中的变性剂后,MaⅠ的甜味可恢复,其二级结构及电泳行为只发生微小的变化。 MaⅠ在SDS聚丙烯酰胺电泳分析中出现了一条双分子聚合体带,但将MaⅠ热变性、还原变性或羧甲基化等后,随MaⅠ甜味的消失,这条聚合体带也消失了。MaⅡ在任何情况下均不出现上述现象,因此认为这条带的形成与MaⅠ本身和甜味相关的一种特殊结构有关。     

小鼠肝脏金属硫蛋白Metallothioneins的分离纯化与鉴定

由健康小鼠通过皮下注射一定量的氯化镉,取肝脏匀浆,离心,经SephadexG-50和DEAE-Sephadex A-50柱层析分离,即可获得MT-Ⅰ和MT-Ⅱ两种金属硫蛋白。经鉴定:两个分子各含18个巯基,结合4个Cd原子和3个Zn原子,无金属蛋白质Thionein的分子量约为6kD,半胱氨酸含量约占氨基酸总量的28％,所提取到的MT-Ⅰ和MT-Ⅱ经氨基酸组成,HPLC和PAGE分析皆证明为高度均一的,且与有关文献报道基本相符。其中MT-Ⅱ已获得晶体。     

植物甜蛋白mabinlinⅡcDNA的克隆与序列分析

根据已由作者克隆的ｍａｂｉｎｌｉｎⅡＢ亚基１８５ｂｐ的ｃＤＮＡ片段,设计合成系列引物．从马槟榔（ＣａｐｐａｒｉｓｍａｓａｉｋａｉＬéｖｌ．）种子提取总ＲＮＡ并纯化ｍＲＮＡ,经反转录合成ｃＤＮＡ第一链．采用ＲＡＣＥ方法,快捷克隆ｍａｂｉｎｌｉｎⅡ全长ｃＤＮＡ．经序列测定与分析,该ｃＤＮＡ为５８３ｂｐ,其中编码序列长４６５ｂｐ,共编码１５５个氨基酸．     

巴豆毒蛋白的分离、结晶及其性质研究

巴豆种子用PBS抽提,多次低溫离心去除大量油脂,经硫酸铵沉淀,从Sophadex G-75柱分离出巴豆毒蛋白Ⅰ和Ⅱ(CrotinⅠ,Ⅱ)SDS-PAGB测得其分子量为40kD和15kD;等电点分别为8.0和6.7,并测定了它们的氨基酸组成。巴豆毒蛋白Ⅱ用汽相扩散悬滴法获得结晶,蛙卵试验表明它具有较强的抑制蛋白质合成的活性。     

聚丙烯酸分离纯化苦瓜种仁碱性蛋白的方法及影响因素

以苦瓜籽为材料,研究了聚丙烯酸分离纯化苦瓜种仁碱性蛋白的方法及影响因素。等电点沉淀试验表明,柠檬酸、盐酸分别调节苦瓜种仁粗提液pH至6.0、4.0时,各有14.62%和32.49%的苦瓜种仁蛋白被沉淀。醋酸的等电点沉淀作用呈现阶段性特点,pH6.0和4.0时分别有26.17%和38.72%的苦瓜种仁蛋白被沉淀。醋酸、盐酸和柠檬酸处理的1mL苦瓜种仁粗提液(pH4.0),1%PAA选择性沉淀碱性蛋白(等电点pI为8.65~9.30)的最佳用量分别为100μL、120μL和100μL。醋酸调节苦瓜种仁粗提液pH分别至5.0、4.0和3.0,等电点沉淀后的上清液用PAA沉淀碱性蛋白,当PAA(1%)用量为160μL/mL提取液时,pH5.0和3.0样液分别有33.77%和43.56%蛋白质被沉淀;当PAA用量为120μL/mL提取液时,pH4.0样液中30.83%蛋白质被沉淀。PAA-蛋白质复合物溶解于碱性溶液(pH>9.0),当溶液NaCl浓度为3.0%时,溶液蛋白质浓度最高。PAA选择性沉淀的苦瓜种仁碱性蛋白经SephadexG-75柱层析分离,分别在175min和300min出现主峰Ⅰ和Ⅱ。SDS-PAGE和IEF分析表明主峰Ⅰ的分子量约为30kD,pI值约为9.5,主峰Ⅱ的分子量约为10kD,pI值约为9.3。     

奇异果甜蛋白及其基因工程

奇异果甜蛋白(thaumatin)是迄今为止最甜的物质之一,对其研究具有很重要的意义。奇异果甜蛋白的生化性质基本清楚,基因序列和氨基酸序列都已测定。它的甜味可能是由奇异果甜蛋白上特定基团和受体结合引起的。对奇异果甜蛋白的生理功能知之甚少。近二十年来,在奇异果甜蛋白的基因工程上取得了一定进展,但仍然存在许多困难。 Abstract:Thaumatin is one of the sweetest substances known to date,it is important to study the thaumatin.The biochemical properties of thaumatin have been clarified clearly.Thaumatin had been isolated and sequenced.The mechanism of the sweetness of thaumatin may be due to the combination of some special groups and the receptors.The exact function of thaumatin is still not clear.Although gene engineering of thaumatin has been carried out for 20 years,there are still some difficulties to be solved for using in the market.