植物马槟榔及其甜蛋白马宾灵(Mabinlin Ⅱ)的研究进展

马槟榔(Capparis masaikaiLévl.)是中国特有的在果实中富含甜蛋白的野生植物资源,其种子中所含的甜蛋白马宾灵(MabinlinⅡ)的甜度是同等重量蔗糖的400倍。马宾灵在目前已发现的7种植物甜蛋白中具有最佳的热稳定性和耐酸性,将其作为一种新型甜味剂在食品领域有着极为广阔的市场前景。本研究概述了植物马槟榔的研究现状,分析了其甜蛋白马宾灵(MabinlinⅡ)的活性结构,总结了甜蛋白马宾灵在基因工程方面的研究进展,以期为进一步研究马槟榔的栽培及马宾灵的体外表达提供参考依据。

植物甜蛋白马宾灵(Mabinlin Ⅱ)的二级结构及其B细胞抗原表位预测

马宾灵(MabinlinⅡ)是中国所特有的植物甜蛋白,在目前已知的7种植物甜蛋白中具有最佳的热稳定性,将其作为新型甜味剂有着广阔的市场前景。本研究以马宾灵的氨基酸序列为基础,采用Garnier-Robson方法和Chou-Fasman方法预测马宾灵的二级结构,采用Karplus-Schulz方法预测马宾灵的蛋白质骨架区柔韧性,采用Kyte-Doolittle方法预测马宾灵的蛋白质疏水性,采用Emini方法预测马宾灵的蛋白质表面可能性,采用Jameson-Wolf方法预测马宾灵的B细胞抗原表位。分析结果表明,马宾灵的A链多形成转角和无规则卷曲结构,A链的N端27～30区段形成较柔软的蛋白质骨架结构,A链的N端4～6、7～9、10～11、12～14、20～22、23～26和30～33区段为抗原位点的可能性较大;马宾灵的B链多形成β折叠和转角结构,B链的N端0～7、9～13、28～29、33～34、40～45、53～54和55～57区段为抗原位点的可能性较大。本研究以生物信息学手段分析预测马宾灵的二级结构及其B细胞抗原表位,为设计马宾灵多克隆抗体以检测马宾灵在不同生物反应器中的表达研究提供参考数据。

植物甜蛋白马宾灵(Mabinlin Ⅱ)多克隆抗体的制备与鉴定

马宾灵(Mabinlin Ⅱ)是中国所特有的植物马槟榔种子中的甜味蛋白,将其作为新型甜味剂有着广阔的市场前景。为了给重组马宾灵的基因工程应用提供可靠的蛋白质检测与鉴定的抗体,通过离子交换法从马槟榔(Capparis masaikai Lévl)种子中分离纯化马宾灵,将其作为抗原免疫新西兰大白兔,收集免疫后血清经抗原亲和纯化制备马宾灵多克隆抗体。结果表明,制备的马宾灵多克隆抗体经ELISA检测效价比达到1:256000,Western-blot检测表明其具有良好的反应性和特异性。本研究制备的马宾灵多克隆抗体可用于马宾灵在不同生物反应器中表达的检测,为马宾灵的基因工程研究提供灵敏可靠的免疫学鉴定。

植物甜蛋白基因Thaumatin Ⅱ转化番茄的初步鉴定

以番茄无菌苗的子叶为外植体,以抗卡那霉素的NPTⅡ作为选择标记基因,通过根癌农杆菌介导法,将甜蛋白Thaumatin Ⅱ基因导入番茄中,共获得10株独立的抗性转化株系。对抗性转化株系进行了PCR和Southern blotting鉴定,PCR检测得到了预期的特异条带,Southern blotting结果表明其中1个转化株系插入了2个拷贝的Thaumatin Ⅱ cDNA。以上试验结果证明Thaumatin Ⅱ基因已经整合到转基因番茄植株的基因组中,为最终获得在蛋白质水平表达Thaumatin Ⅱ的无选择标记的转基因番茄打下了基础。

重组植物甜蛋白马宾灵的食品级乳酸乳球菌诱导表达系统的构建

为了将马宾灵(Mabinlin Ⅱ)直接应用于功能性食品中,通过对Mabinlin Ⅱ基因进行有目的的剪切重组,将重组Mabinlin Ⅱ基因插入到食品级表达载体中,经电击转化和乳糖筛选获得重组的食品级乳酸乳球菌,构建了重组植物甜蛋白马宾灵(MBL-ABH)的食品级乳酸乳球菌诱导表达系统。结果表明,该食品级诱导表达系统经乳酸链球菌素(Nisin)诱导后所表达的目的蛋白的含量较低,Western-blot检测表明MBL-ABH成功的在食品级乳酸乳球菌中表达。本研究扩展了植物甜蛋白马宾灵在食品方面的应用,有望开发出能够避免添加食糖类物质的功能性食品。