基本信息
- 项目名称：
- 特异性荞麦过敏原Tbt的改性研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 利用化学的方法对荞麦过敏原TBt的抗原表位进行修饰，通过改变蛋白的空间构象，来降低TBt的致敏性。
- 详细介绍：
- 目的：利用化学的方法对荞麦过敏原TBt的抗原表位进行修饰，通过改变蛋白的空间构象，来降低TBt的致敏性。方法：通过盐析，离子交换层析，凝胶柱层析等方法从荞麦种子中纯化出过敏原蛋白TBt，根据美拉德反应利用葡糖和葡聚糖对提取的过敏蛋白TBt进行修饰反应，通过SDS-PAGE及Native PAGE对修饰后过敏蛋白的分子量及分子物理性质的改变进行初步确定，又利用CD图谱确定TBt蛋白质空间二级结构的改变，用ELISA反应和斑点分子杂交法确定其免疫活性。结果：通过SDS-PAGE及Native PAGE图说明修饰后TBt蛋白分子量变大及电荷等物理性质改变；CD图谱说明其二级结构也发生明显改变，通过ELISA反应和斑点分子杂交法反应测定经葡聚糖修饰后的过敏蛋白TBt免疫活性明显降低，经葡糖修过食饰后的免疫活性无明显变化。 结论：经修饰后的过敏蛋白TBt免疫活性明显降低，为下一步研究该蛋白的分子特征及免疫治疗奠定了基础，以及通品添加剂的制备促进荞麦在食品工业中的推广。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本研究旨在通过美拉得反应降低过敏原TBt的过敏原性，从而以多糖作为食品添加剂，将荞麦在食品工业中推广。 基本思路：先提纯天然过敏原TBt，进一步设计相关的美拉得反应。此实验关键在于结果的测定，先测定蛋白分子量的改变，其次为空间构象，最后为免疫原性。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：蛋白质可以与多糖发生美拉得反应，并改变其空间构象，进而改变其免疫原性。 先进性：对荞麦过敏原的改性研究在国内尚无报道。 独特之处：相对容易实现了操作，增强了该试验在工业中的可行性。
应用价值和现实意义
- 通过修饰反应，降低过敏原TBt的免疫活性，以多糖作为食品添加剂，将荞麦在食品工业中推广。
学术论文摘要
- 目的：利用化学的方法对荞麦过敏原TBt的抗原表位进行修饰，通过改变蛋白的空间构象，来降低TBt的致敏性。方法：通过盐析，离子交换层析，凝胶柱层析等方法从苦荞种子中纯化出过敏原蛋白TBt，根据美拉德反应利用葡糖和葡聚糖对提取的过敏蛋白TBt进行修饰反应，通过SDS-PAGE及Native PAGE对修饰后过敏蛋白的分子量及分子物理性质的改变进行初步确定，又利用CD图谱确定TBt蛋白质空间二级结构的改变，用ELISA反应和斑点分子杂交法确定其免疫活性。结果：通过SDS-PAGE及Native PAGE图说明修饰后TBt蛋白分子量变大及电荷等物理性质改变；CD图谱说明其二级结构也发生明显改变，通过ELISA反应和斑点分子杂交法反应测定经葡聚糖修饰后的过敏蛋白TBt免疫活性明显降低，经葡糖修过食饰后的免疫活性无明显变化。 结论：经修饰后的过敏蛋白TBt免疫活性明显降低，为下一步研究该蛋白的分子特征及免疫治疗奠定了基础，以及通品添加剂的制备促进荞麦在食品工业中的推广。
获奖情况
- 待发表。 本作品在山西大学本科生科研训练中期检查中被评为优秀。
鉴定结果
- 通过ELISA反应发现经葡聚糖修饰后的产物过敏原性明显降低，而经葡糖修饰后的过敏蛋白TBt的过敏原性无显著变化。 可以将多糖作为荞麦的食品添加剂，从而使荞麦这种健康食品得以推广。
参考文献
- 现有技术 美拉德反应：食品化学研究中的一类重要的，有典型意义的系列化学反应。食品蛋白质的氨基和糖质的羟基羰基间系列自催化作用下的连续反应，反应生成聚合的褐色物质，形成褐变现象。蛋白质和糖质 是食品的主要组成，几乎所有食品都可能经历此类反应。这类反应往往伴随着食品色泽、风味的变化，对食品的保藏、加工、制造有密切的关系。参考文献 [1] Hanson L, Telemo E. The growing allergy problem [J]. Acta Pediatr, 1997, 86: 916-918. [2] Gabrovska D, Fiedlerova V, Holasova M, et al. The nutritional evaluation of underutilized cereals and buckwheat [J]. Food Nutr Bull, 2002, 23 (Suppl 3) : 246-249. [4] Wang ZH, Wang L, Chang WJ, et al. Cloning, Expression, and Identification of Immunological Activity of an Allergenic Protein in Tartary Buckwheat [J]. Biosci Biotech Biochemic, 2006, 70 (5): 1195-1199. [5] Zhang X, Cui XD, Li YY, et al. Purification and biochemical characterization of a novel allergenic protein from tartary buckwheat seeds [J]. Planta Medical, 2008, 74(15): 1837-1841.
同类课题研究水平概述
- 蛋白质侧链基团的化学修饰是通过选择性试剂或亲和标记试剂与蛋白质分子侧链上特定的功能基团反生化学反应而实现的。化学修饰在蛋白质特别是酶的结构与功能研究中，曾经起到过十分重要的作用。 蛋白质翻译后修饰是蛋白组学的一个组成部分，而蛋白质糖基化是生命体中最重要的一种蛋白质翻译后修饰之一，对生命体起着非常重要的作用。50%以上的蛋白质存在糖基化现象（Apweiler R，1999）。糖基化在细胞免疫、信号传导、蛋白翻译调控、蛋白降解等诸多生物过程中起着重要作用。 美拉德反应主要是指还原糖与氨基酸、蛋白质之间的复杂反应，它与食品加工、疾病生理过程等有重要关系。除该反应对食品品质影响的研究仍在进行外，近来美拉德反应的研究更多的集中在蛋白质交联、类黑素、动力学以及丙烯酰胺等与人类健康关系更密切的方面（郑文华，2005）。 荞麦过敏原蛋白TBt的改性研究在国内尚无报道。贺东亮等（2009）使具有不同抗性的不相容质粒进行共转化，实现了基因TBa和TBb在大肠杆菌中的共表达，从而确定了这两个过敏原片段的免疫学活性。任晓霞等（2010）已对荞麦过敏原蛋白TBa的定点突变及免疫活性进行研究，获得了纯度较高的TBa表位重组蛋白。
