海藻蛋白研究及应用进展

主要介绍了海藻蛋白组成和营养特性的研究进展,同时探讨了将海藻蛋白发展为新型食品或添加剂及应用于医疗、渔业的前景。

海藻多肽鱼蛋白肥对茄子生长发育及品质的影响

为研究海藻多肽鱼蛋白肥在茄子上的应用效果,作者开展了相关试验。试验结果表明,海藻多肽鱼蛋白肥不仅可促进茄子的生长发育,还可提高茄子的品质。海藻多肽鱼蛋白肥处理茄子的株高、茎粗、开展度、叶面积、叶片数等生长指标显著高于不施肥处理,与复合肥处理差异不显著;茄子的可溶性糖含量、还原糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量分别较不施肥处理增加了46.9%、38.4%、21.8%、17.7%,分别较复合肥处理增加了36.0%、33.8%、14.1%、15.1%。试验期间观察发现,施用海藻多肽鱼蛋白肥的茄子植株生长旺盛,增产效果明显。海藻多肽鱼蛋白肥可应用于茄子生产,推荐使用方法为稀释800倍,每次每667 m^(2)用量10 kg。

极端高温对截形叶螨体内海藻糖含量及海藻糖转运蛋白基因的影响

【目的】明确高温对截形叶螨(Tetranychus truncatus)海藻糖转运蛋白基因的影响,为有害生物的绿色防控提供理论依据。【方法】根据高温诱导下的截形叶螨转录组数据获取两条海藻糖转运蛋白基因TtTret1-like和TtTret1的CDS序列和蛋白氨基酸序列;利用ExPASy、ProScale、MEGA等分析工具对TtTret1-like和TtTret1进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术分析TtTret1-like和TtTret1在截形叶螨不同发育阶段及不同高温(38、42、46、50℃)处理下的表达特性;采用微量法测定不同高温处理下截形叶螨的海藻糖含量;利用RNA干扰(RNAi)技术沉默TtTret1-like和TtTret1,探究其在应对高温中的功能。【结果】生物信息学分析表明,TtTret1-like和TtTret1的CDS全长分别为1389和1569 bp,分别编码463和523个氨基酸,预测的蛋白分子量分别为50189.03和57358.10 Da,等电点分别为8.87、8.70。TtTret1-like和TtTret1均为碱性氨基酸和疏水性氨基酸且同属于不稳定蛋白;二级结构预测为螺旋和卷曲结构;两个海藻糖转运蛋白均具有协同转运蛋白超家族(major facilitator superfamily,MFS)的保守结构域及12个跨膜结构域。氨基酸序列相似性和系统发育分析表明,TtTret1-like和TtTret1与蛛形纲其他物种海藻糖转运蛋白序列的一致性较高,尤其与二斑叶螨(T.urticae)的亲缘关系最近。TtTret1-like在卵期、幼螨期和成螨期的表达量较高;TtTret1在幼螨期高表达。随处理温度的升高,TtTret1-like的表达量大致呈上升趋势,在50℃时表达量最高;而TtTret1的表达量随处理温度的升高先上升后下降,在42℃时表达量达到最高;高温胁迫后截形叶螨体内的海藻糖含量显著升高。沉默TtTret1-like和TtTret148 h后,截形叶螨体内整体海藻糖含量上升,但血淋巴海藻糖含量下降;用50℃高温处理截形叶螨2 h,然后恢复至96 h时,截形叶螨存活率分别为11%和46.67%,显著低于对照组。【结论】截形叶螨TtTret1-like和TtTret1在其抵御高温胁迫过程中具有重要的作用。

基于玉米醇溶蛋白(zein)-海藻酸钠构建木犀草素输送体系及果蔬保鲜研究

本研究以玉米醇溶蛋白和海藻酸钠为原料,通过反溶剂法制备了负载木犀草素的复合颗粒溶液,并评价其对圣女果的保鲜效果。结果表明,当木犀草素与zein比例为1∶50时,颗粒的得率为78.19%,对木犀草素的包埋率为73.87%。体外抗氧化活性结果表明,与游离木犀草素相比,颗粒包埋可以提高木犀草素的抗氧化活性。对圣女果的保鲜效果结果表明,与游离木犀草素相比,包埋能够减少圣女果的水分含量损失,提高圣女果维生素C的含量,减缓圣女果硬度的损失,说明颗粒包埋有利于提高木犀草素的保鲜效果。本研究为果蔬保鲜提供了一条新途径,为生物活性的研究提供新的理论依据。

两个褐飞虱海藻糖转运蛋白基因的结构及调控海藻糖代谢功能

【目的】海藻糖是昆虫中的主要血糖物质,在昆虫的发育及生理活动中发挥重要功能。其中,海藻糖转运蛋白(Tret)在将海藻糖从其生成组织(例如脂肪体)运输到其消耗组织的过程中起着重要作用。本研究通过分析褐飞虱(Nilaparvata lugens)两条Tret1的序列结构,进一步抑制NlTret1的表达,探讨这两个NlTret1在褐飞虱体内的生物学功能。【方法】以褐飞虱两条Tret1序列为研究对象,利用生物信息学技术分析其蛋白结构以及与其他昆虫之间的同源性。采用RNAi(RNA interference)技术将合成的外源dsRNA(double-stranded RNA)注射到实验室饲养褐飞虱种群体内,抑制其体内NlTret1的表达,分别在注射48 h后取材,抽取总RNA并用反转录试剂盒合成第一链cDNA,采用qRT-PCR(quantitative real-time PCR)技术检测dsNlTret1的干扰效果以及RNAi后褐飞虱体内海藻糖代谢通路中相关基因的表达,最后测定葡萄糖、海藻糖和糖原含量以及海藻糖酶活性。【结果】生物信息学分析表明,NlTret1-like X1和NlTret1-2 X1的开放阅读框长度分别为1920和1578 bp,分别编码639和525个氨基酸,预测蛋白分子量分别为69.29和58.71 kD,等电点分别为8.32和8.36;NlTret1-like X1和NlTret1-2 X1的二级结构主要包含螺旋和卷曲;保守结构域分析显示它们均属于MFS家族。进化分析结果显示,不同昆虫的Tret1蛋白具有较高的同源性,且褐飞虱与其他半翅目昆虫具有较近的亲缘关系;与注射dsGFP组相比,注射靶标基因的dsRNA后均能够显著沉默本基因的表达;褐飞虱体内糖原、葡萄糖在注射dsNlTret1-like X1和dsNlTret1-2 X1后,其含量均无显著变化,然而不同于注射dsNlTret1-2 X1组,在注射dsNlTret1-like X1后褐飞虱体内海藻糖含量极显著升高;干扰NlTret1-like X148 h后褐飞虱体内TPS1、TPS2、TRE1-1、TRE1-2和TRE2的表达均极显著下调;而干扰NlTret1-2 X148 h后褐飞虱体内TPS1、TPS2和TRE1-1的表达虽也极显著下降,但TRE1-2和TRE2极显著上调;在注射dsNlTret1-like X1后,试虫可溶性海藻糖酶和膜结合型海藻糖酶的活性均极显著降低,而在注射dsNlTret1-2 X1后无显著变化。【结论】褐飞虱的两个Tret1在不同组织间发挥着不同的功能,其中NlTret1-like X1在特异性转运海藻糖参与能量供应中起到更为显著的作用。研究结果有助于探索Tret1在昆虫或无脊椎动物中调控海藻糖代谢平衡的调节机制,可为将来通过调控血糖平衡来控制褐飞虱等害虫提供理论依据。

海藻色素糖蛋白制备及其对小鼠肝癌生长抑制作用

目的研究麒麟菜海藻色素糖蛋白(SPG)制备及其对小鼠H22肝癌生长的作用。方法在应用溶剂浸提法从麒麟菜中提取SPG,并对样品进行红外线和紫外线光谱扫描、糖肽键分析及多糖和蛋白质的含量测定的基础上,将接种H22肝癌细胞的小鼠分别每天经口灌胃给予高、中、低剂量(100、50、10 mg/kg)的SPG,连续10 d。模型组给予等量的生理盐水。环磷酰胺组隔日腹腔注射环磷酰胺20 mg/kg。检测各组小鼠的瘤质量、体质量、存活率。结果与模型组比较,高剂量SPG组小鼠瘤质量降低,其体质量提高,且差异具有显著性(F=22.54、149.47,q=9.11、29.82,P<0.05),H22肝癌小鼠的存活率明显提高(χ2=5.279,P<0.05)。结论 SPG对小鼠H22肝癌生长具有一定的抑制作用。

甘油对大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜热分解的影响

本文采用流延法制备了一系列甘油增塑、与海藻酸钠共混改性的大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜,并利用热重分析方法对这些复合膜的热分解性能进行了考察。热分解实验中,通过改变升温速率,研究甘油含量对大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜热分解性能的影响。从所得到的TGA和DTA曲线可知,大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜的热分解行为可以分为三个较明显的降解阶段。根据失重速率的变化确定热分解反应最剧烈的温度区间为420～630K,对此采用Coats-Redfern方法进行了热分解动力学分析,并得出该阶段为一级热分解反应的结论。通过动力学模型,可以计算得到这些复合膜热分解反应的动力学参数,如表观活化能和指前因子。实验结果显示,甘油的加入使复合膜更易热分解;计算也表明热分解活化能随着甘油量的增加而不断下降,降幅可达50%。

海藻色素糖蛋白对小鼠H22肝癌细胞增殖与凋亡的影响

目的:研究麒麟菜海藻色素糖蛋白(seaweed pigment glycoprotein,SPG)对小鼠H22肝癌细胞增殖与凋亡的影响。方法:将不同浓度SPG与小鼠H22肝癌细胞共同培养,用MTT法测定癌细胞增殖活性。建立H22移植瘤小鼠肝癌模型,随机分为SPG高、中、低剂量组,对照组及环磷酰胺组。实验组小鼠每天分别给予不同剂量(100、50、10mg/kg)的SPG灌胃,连续10d,对照组同法给予等量生理盐水,环磷酰胺组小鼠腹腔注射20mg/kg环磷酰胺,隔日一次。各组小鼠均于末次给受试物后24h处死,取肿瘤组织用免疫组化法检测各组Bcl-2和Bax蛋白表达。结果:SPG高剂量组瘤细胞增殖活性(0.545±0.002)明显高于对照组(0.404±0.008)(P<0.05);SPG高剂量组Bcl-2和Bax蛋白阳性表达率分别为16.78%和38.1%,对照组分别为65.16%和4.68%,两组间的差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:SPG具有抑制小鼠H22肝癌细胞增殖、促进其凋亡的作用。

大豆蛋白—海藻酸钠共价复合物功能特性研究

将大豆蛋白加水溶解,添加33.4%海藻酸钠,混合均匀后冷冻干燥,干燥后粉状物在43.8℃条件下干热反应10.4 h,得到大豆蛋白―海藻酸钠共价复合物。对大豆蛋白―海藻酸钠共价复合物溶解性、乳化性、起泡性、热稳定性和抗氧化性等功能特性进行系统研究,结果表明,大豆蛋白―海藻酸钠共价复合物溶解性、乳化性和乳化稳定性、起泡性和泡沫稳定性、热稳定性较大豆蛋白均有不同程度改善。

纯化后海藻硫酸多糖-蛋白复合物诱导人肝癌细胞SMMC-7721凋亡作用的研究

目的研究海藻硫酸多糖蛋白复合物(Sulfated Polysaccharide-Protein Complex,SPPC)诱导肿瘤细胞凋亡的效率和机制。方法选用人肝癌细胞株SMMC-7721为实验对象,用MTT法,流式细胞术,DNA凝胶电泳法,细胞形态学检测方法对纯化后不同剂量SPPC处理的SMMC-7721细胞凋亡情况进行观察分析;并用Western blot法检测凋亡相关蛋白procaspase-3的表达量变化。结果纯化后SPPC中、高剂量组(2.0、10.0mg·ml-1)可明显诱导SMMC-7721细胞凋亡,SMMC-7721细胞内凋亡相关蛋白procaspase-3有不同程度的表达降低,DNA凝胶电泳法检测到DNA ladder现象,流式细胞检测显示纯化后SPPC在10.0mg·ml-1浓度下出现了典型的二倍体峰。结论一定浓度的海藻硫酸多糖蛋白复合物有诱导SMMC-7721细胞凋亡的作用,其生化机制可能是通过caspase-3的活化来实现的。

海藻鱼蛋白在蓝莓上的应用研究初报

海藻鱼蛋白是近年来兴起的一种新型高效有机肥料,为探讨其在蓝莓上的应用效果,作者以‘莱格西’蓝莓为试材,冲施不同稀释倍数的海藻鱼蛋白,测定果实平均单果重,可溶性固形物、总糖、总酸、花色苷、总多酚、总黄酮和维生素C含量。结果表明,冲施不同倍数海藻鱼蛋白有利于提高单果重、可溶性固形物和总糖含量,降低总酸含量,提高糖酸比,其中冲施1000倍的单果重最高,糖酸比最大。但冲施海藻鱼蛋白不利于维生素C和总黄酮含量的提高,也无益于花色苷和总多酚含量的提高。

天然海藻色素糖蛋白诱导Hela细胞凋亡作用

目的研究天然海藻色素蛋白对宫颈癌Hela细胞的凋亡作用,并探讨其作用机制。方法采用MTT法检测天然海藻色素蛋白对Hela细胞存活率的影响;DAPI荧光染色法观察细胞形态;细胞DNA片段试剂盒检测Hela细胞内DNA片段化程度;Western blot检测细胞内的凋亡蛋白Bax,抗凋亡蛋白Bcl-2,半胱天冬氨酸酶Caspase-3、-9,多聚ADP核糖聚合酶PARP。结果天然海藻色素能明显降低Hela细胞的存活率,致使细胞形态发生变化,细胞内形成凋亡小体,DNA片段化程度升高,并呈现剂量依赖性;细胞内Bax表达量增加,Bcl-2表达量下降,Bax/Bcl-2比例随之增加,Caspase-3、-9被活化,表达量增加,Caspase-3活性增强,PARP被切割为剪切型PARP(Cleaved PARP)。结论天然海藻色素蛋白能诱导Hela细胞凋亡,并且呈现剂量依赖性,诱导凋亡的过程可能与上调细胞内Bax/Bcl-2的比例和激活Caspase-3、-9有关。

褐飞虱两个糖转运蛋白的功能分析及调控海藻糖代谢的影响

海藻糖转运蛋白(Trehalose transporter,Tret)可将昆虫“血糖”——海藻糖由脂肪体转运到血淋巴中,是维持昆虫体内海藻糖平衡的重要转运蛋白。本研究通过对褐飞虱Nilaparvata lugens两条糖转运蛋白序列(NlTret1、NlTret1 X1)进行生物信息学分析,并利用RNAi技术沉默NlTret1与NlTret1 X1基因,探讨其对褐飞虱调控海藻糖代谢的生物学功能。生物信息学分析表明,NlTret1与NlTret1 X1分别有1353 bp和1488 bp的开放阅读框,编码具有450和495个氨基酸残基,蛋白分子量大小为49.984 kDa和53.059 kDa,理论等电点pI为6.53和7.46;保守结构域分析NlTret1和NlTret1 X1分别包含10个和12个跨膜结构域,属于MFS超家族;二级结构以及三级结构预测NlTret1和NlTret1 X1主要包含无规卷曲和α螺旋结构。进化树分析显示NlTret1和NlTret1 X1皆与同为半翅目昆虫的Tret1蛋白亲缘关系接近。与注射dsGFP相比RNAi后显著抑制了靶标基因的表达量。荧光定量检测海藻糖代谢通路TRE和TPS基因,结果显示注射dsNlTret148 h后NlTRE1-1、NlTPS2基因表达量极显著下调,NlTRE1-2、NlTRE2与NlTPS1、NlTPS3基因表达量极显著上调;而注射dsNlTret1 X1则为NlTRE1-1、NlTRE2与NlTPS1、NlTPS2基因表达量极显著降低,NlTRE1-2和NlTPS3基因表达量极显著增高。注射dsNlTret1与dsNlTret1 X1后海藻糖酶活性均显著性降低,同时NlTret1的沉默显著抑制了糖原含量和海藻糖含量,NlTret1 X1的沉默仅使葡萄糖含量显著增高。褐飞虱两条糖转运蛋白序列经初步分析确定为海藻糖转运蛋白,这两个海藻糖转运蛋白在转运糖类物质中发挥着不同的作用,其中NlTret1 X1可能参与葡萄糖运输功能,而NlTret1则更可能参与海藻糖特异性转运。研究结果有利于探究海藻糖转运蛋白Tret调控海藻糖代谢的作用机制,为将来通过其调控昆虫海藻糖代谢平衡治理褐飞虱等害虫提供理论依据。

盐浓度与海藻酸钠/磷虾蛋白复合体系性能的相关性

采用湿法纺丝技术制备了海藻酸钠/磷虾蛋白(SA/AKP)复合纤维,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了SA/AKP复合体系的氢键相互作用,用X射线衍射仪、流变仪及SEM研究了盐(NaCl)浓度对复合体系的结晶、流动性和形态结构的影响.结果表明,SA/AKP复合体系中存在分子内和分子间氢键,分子间氢键的强度随复合材料中盐浓度的增加而增强.盐浓度的增加导致SA/AKP复合材料的结晶度增加,流动黏度先降低后增加,力学性能先增加后降低.SA/AKP纤维的SEM照片显示结晶的盐与纤维分离,并且复合纤维表面沟槽结构逐渐减少,表面更加致密光滑.AKP在SA/AKP复合体系中呈完全取向状态.

春尺蠖海藻糖转运蛋白基因AcinTret1和AcinTret1-like的克隆、分子特性与表达分析

海藻糖作为昆虫的血糖,不仅对增强其在抵御外界不利环境中的能力起着重要作用,还可为昆虫的生长发育和繁殖提供能量。海藻糖转运体(Tret)在从脂肪体等海藻糖产生组织向消耗组织转运过程中起着重要作用。为深入探究Tret基因在春尺蠖(Apocheima cinerarius)低温胁迫中的作用,研究基于已有春尺蠖幼虫转录组数据(不同低温胁迫条件),克隆获取Tret1和Tret1-like基因,分别命名为AcinTret1和AcinTret1-like(GenBank登录号:MZ689788、MZ689789),对基因的分子特征进行分析,同时构建系统进化树,最后对其在不同低温胁迫下的表达谱进行分析。结果显示,春尺蠖AcinTret1、AcinTret1-like基因编码蛋白序列(CDS)全长分别为1 926、1 533 bp,分别编码641、510个氨基酸,二者均具有主要协同转运蛋白超家族(major facilitator superfamily,简称MFS)的保守结构域,在N端均不含信号肽,但均具有12个跨膜区。系统进化结果表明,春尺蠖AcinTret1和AcinTret1-like基因分别与其他昆虫的Tret1和Tret1-like基因聚为一类,且AcinTret1与同为鳞翅目尺蛾科的冬尺蠖(Operophtera brumata)的亲缘关系最近,Tret1-like则与同为鳞翅目的粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)的亲缘关系最近。基因表达分析结果显示,AcinTret1和AcinTret1-like基因的表达量均在-10℃达到最大值,其次为25℃,呈现先下降后上升的趋势。由研究结果可以看出,2个Tret1基因在春尺蠖抵御低温胁迫调控中扮演重要角色,该研究结果有助于探索春尺蠖低温胁迫中调控海藻糖代谢的机制,为进一步揭示春尺蠖低温胁迫的分子机制奠定基础。

海藻提取物中岩藻糖与半乳糖的摩尔比分析

目的采用气相色谱的方法,研究海藻提取物海藻硫酸多糖蛋白复合物中岩藻糖与半乳糖的摩尔比。方法首先对海藻硫酸多糖蛋白复合物进行乙酰化处理,然后上气相色谱仪检测。结果海藻硫酸多糖蛋白复合物中岩藻糖与半乳糖的比例为0.202±0.043(n=4)结论建立了衍生化处理后多糖蛋白复合物中单糖组成的检测方法。

海藻色素糖蛋白对小鼠肝癌细胞PCNA和Bcl-2蛋白表达的影响

目的研究麒麟菜海藻色素糖蛋白(SPG)对小鼠肝癌细胞PCNA和Bcl-2蛋白表达的影响。方法将50只皮下接种H22肝癌细胞株的小鼠随机分为5组,每组10只。高、中、低剂量SPG组分别每日经口灌胃给予SPG100、50、10mg/kg,肿瘤对照组给予等量生理盐水,连续10d。环磷酰胺组隔天腹腔注射环磷酰胺20mg/kg。取肝癌组织用MTT法测定各组肝癌细胞增殖活性,免疫组化法检测各组肝癌组织增殖细胞核抗原(PCNA)和凋亡相关蛋白Bcl-2表达水平。结果高剂量SPG组和肿瘤对照组的肝癌细胞增殖活性以吸光度表示分别为(0.711±0.028)和(1.135±0.032),差别有显著性(P<0.05)。PCNA和Bcl-2蛋白表达率在高剂量组分别为28.32%和16.78%,肿瘤对照组分别为72.78%和65.16%,差异均有显著性(P<0.05)。结论 SPG可降低小鼠肝癌细胞PCNA和Bcl-2表达水平,对肝癌细胞增殖有一定抑制作用。

麒麟菜提取物对HepG2、H22肝癌细胞的抗癌作用及机制研究

目的从麒麟菜中提取天然海藻色素糖蛋白(NSPG),并观察其抗肿瘤作用。方法应用溶剂浸提法从麒麟菜中提取NSPG,应用IR、UV、液相-质谱法、凝胶色谱法测定NSPG样品的分子量及结构特征等。采用MTT比色法测定NSPG作用后HepG2人肝癌细胞、小鼠H22肝癌细胞的体外活性。结果本研究建立了常温下从麒麟菜中提取NSPG的方法,并测定其理化性质。人HepG2肝癌细胞体外实验结果显示,50、100 mg/L NSPG组培养48 h的细胞增殖活性分别为0.62±0.02、0.54±0.01,低于空白对照组(0.87±0.01),差异有统计学意义(P<0.05);小鼠H22肝癌细胞体外实验结果显示,NSPG对肿瘤细胞的增殖活性随NSPG浓度的升高而逐渐降低,抑制率逐渐升高,低、中剂量组的增殖活性、抑制率与高剂量组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论 NSPG对HepG2人肝癌细胞、小鼠H22肝癌细胞表现出不同程度的肿瘤抑制作用。

海藻色素糖蛋白对肝癌细胞Caspase-3和Bax蛋白表达的影响(英文)

目的:研究麒麟菜海藻色素糖蛋白(SPG)对肝癌细胞Caspase-3和Bax蛋白表达的影响。方法:将50只皮下接种H22肝癌细胞株的小鼠随机分为5组,每组10只。高、中、低剂量组分别每天经口灌胃给予100、50、10mg/kg的SPG,肿瘤对照组灌胃生理盐水,连续10d。环磷酰胺组隔天腹腔注射环磷酰胺20mg/kg.bw。取肝癌组织用MTT法测定各组肝癌细胞增殖活性,免疫组化法检测各组肝癌组织Caspase-3和Bax蛋白表达水平。结果:高剂量组Caspase-3和Bax蛋白表达率分别为40.20%和38.10%,而肿瘤对照组分别为5.00%和4.68%,差异均有显著性(P<0.05)。高剂量SPG组和肿瘤对照组的肝癌细胞增殖活性分别为0.711±0.028和1.135±0.032,差别有显著性(P<0.05)。结论:SPG可促进肝癌细胞Caspase-3和Bax蛋白表达,诱发肝癌细胞凋亡。