致敏大豆蛋白P34及其清除方法的研究进展

大豆作为“八大”过敏食品之一,其过敏患者数量约占食物过敏总人数的25%。如何降低大豆产品的致敏性,保证消费者的安全,已经成为食品安全领域一个热议的话题。大豆中含有多种致敏因子,如Gly-m Bd 30K蛋白、Gly-m Bd 28K蛋白和Gly-m Bd 28K蛋白等。其中Gly-m Bd 30K蛋白作为致敏性最强的过敏原,能被65%的大豆过敏患者血清识别,在几种过敏蛋白中占着较突出的地位。本文综述了Gly-m Bd 30K蛋白的抗原表位、去除方法的研究现状。其中,酶法处理、超高压法、挤压膨化法等降低大豆致敏性的研究已取得了一定的成果,这为进一步提高大豆及其制品的品质质量,保证其在食品工业和畜牧业方面的安全利用提供了科学参考。

栽培大豆蛋白亚基11S/7S组成及过敏蛋白缺失分析

以175份中国大豆品种资源为材料 ,利用SDS PAGE电泳和Western杂交技术 ,分析蛋白亚基 1 1S和 7S的含量 ,以及GlymBd 2 8K和GlymBd 30K两种过敏蛋白的缺失情况。结果表明 ,参试品种的 1 1S和 7S的含量呈极显著负相关(r=-0 95) ,1 1S 7S比值范围为 0 77～ 4 67,并鉴定出 1份自然缺失 β亚基的材料。在 1 75个品种中没有检测到缺失30K过敏蛋白的材料 ,但发现 77份缺失 2 8K过敏蛋白的品种 ,占被检测品种的 44 0 %。蛋白质高于 43 0 %的品种和蛋白质含量低于 43 0 %的品种中 2 8K过敏蛋白的缺失比例分别为 56 0 %和 2 8 0 % ;地方品种 ( 1 2 6份 )和选育品种 ( 49份 )中缺失 2 8K过敏蛋白比例分别为 48 4 %和 32 7% ;在北方春大豆、黄淮夏大豆和南方大豆中 ,2 8K过敏蛋白缺失的品种分别占 1 1 7%、60 7%和 60 9%。而这 3个栽培区的大豆品种中蛋白质含量高于 43 0 %的品种比例分别为 1 0 0 %、57 1 %和 88 5%。相关分析表明 ,2 8K过敏蛋白的缺失与蛋白质含量正相关 (r=0 1 4 )。

大豆过敏原与低过敏原种质创新

食物过敏是一个全世界关注的公共卫生问题。如何降低大豆过敏原含量,保证大豆食品安全,已成为日益关注的问题。大豆种子过敏原包括种子储藏蛋白、结构蛋白和防御相关蛋白,其中7S球蛋白组分中的Gly m Bd 28K,Gly m Bd 30K及β-伴球蛋白的Gly m Bd 60K是3种主要的过敏原。目前通过对过敏原的理化性质、过敏原性和基因结构的认识,运用传统育种及基因工程技术等方法,在减少大豆的过敏原性方面已取得一定的进展。文章对大豆过敏原的类型及特性、3种主要过敏原的理化性质、基因结构以及低过敏原种质创新等方面的研究报道进行了综述。

大豆主要过敏原Gly m Bd 30K的抗原表位区基因的克隆表达、纯化及免疫原性鉴定

根据文献并结合生物信息学方法选取大豆主要过敏原Gly m Bd 30k的抗原表位区,采用PCR方法扩增出该抗原表位区基因片段,并通过酶切连接分别构建单体的pET表达载体(pET-sGly)和二聚体的pET表达载体(pET-dGly),重组质粒转化到大肠杆菌BL21(DE3)plysS,经IPTG诱导后进行SDS-PAGE分析;同时用Ni2+离子亲和层析柱纯化表达的sGly和dGly抗原表位蛋白,用western-blotting和ELISA检测重组蛋白的免疫原性。结果表明:表达的单体sGly蛋白以可溶性表达为主,而其二聚体dGly蛋白以包涵体形式存在,纯化的sGly和dGly蛋白都具有较好的免疫原性,重组蛋白sGly的抗原性更佳。成功构建的大豆主要过敏原Gly m Bd 30k蛋白的抗原表位区单体sGly蛋白及其二聚体dGly蛋白的工程菌,为研制大豆主要过敏原的单克隆抗体以制备用于大豆主要过敏原检测的试剂奠定了基础。

大豆主要过敏原Gly m Bd 30K抗原决定簇表征预测研究

本文应用生物信息学技术,通过使用三种软件SOPMA、Swiss-model和DNAStar来预测大豆主要过敏原Gly m Bd 30K的抗原表位,结果发现80-85、103-106、217-220、355-360这四段氨基酸残基序列是可能的抗原表位,为后续的蛋白表位实验提供了依据,大大提高了工作效率。

抗Gly m Bd 28K单克隆抗体的制备及其免疫学特性

利用Gly m Bd 28K天然蛋白免疫BALB/c雌性小鼠,取小鼠脾脏细胞与杂交瘤细胞融合,筛选出2株能稳定分泌抗Gly m Bd 28K单克隆抗体的杂交瘤细胞株1E3和2F4。体内诱生腹水法大量制备单克隆抗体,经纯化后,得到2株均为Ig G1型的单克隆抗体m Ab1E3和m Ab2F4。间接ELISA方法测得m Ab1E3的效价达到1∶4.10×10~5,对Gly m Bd 28K蛋白的半数抑制率(IC_(50))为23.99μg·L^(-1),与花生蛋白、核桃蛋白等的交叉反应率均低于0.1%。该单克隆抗体的制备为Gly m Bd 28K致敏蛋白的检测以及抗原表位的鉴定奠定了基础。

大豆主要过敏原Gly m Bd 30K基因的克隆及其原核表达载体的构建

利用RT-PCR克隆大豆主要过敏原Gly m Bd 30K的全长基因,根据序列设计带有酶切位点的特异性引物,扩增大豆Gly m Bd 30K的完整开放阅读框,与pET-28a载体连接,构建原核表达载体。结果表明:克隆了大豆主要过敏原Gly m Bd 30K基因,且构建了其原核表达载体。该基因含有长度为1 140 bp的开放阅读框,编码379个氨基酸。该蛋白质的相对分子质量为42 758,等电点为5.08。序列同源性分析发现其与数据库中已知的Gly m Bd30K基因同源性很高,因此认为其是大豆的过敏原基因,在GenBank数据库中的登录号为EU883600。克隆的大豆主要过敏原Gly m Bd 30K基因及构建的原核表达载体,为大豆主要过敏原Gly m Bd 30K的重组表达和免疫活性鉴定等奠定基础。

大豆主要过敏原Gly m Bd 30K蛋白单克隆抗体的制备与应用

利用大豆主要过敏原Gly m Bd 30K蛋白抗原表位蛋白为免疫原免疫BALB/c小鼠,取免疫小鼠脾细胞与小鼠骨髓瘤NS-1细胞融合。采用半固体培养基法和有限稀释法相结合的方法快速筛选获得稳定分泌的特异性杂交瘤细胞,用杂交瘤细胞株诱生小鼠腹水,应用蛋白A亲和层析法进行抗体纯化。采用Ig类与亚类鉴定试剂盒鉴定该单克隆抗体的Ig亚型;通过间接ELISA、Western Blotting鉴定该单克隆抗体的特性和交叉性。利用双单抗夹心ELISA法检测大豆过敏原。结果表明:获得6株可稳定分泌鼠抗大豆主要过敏原Gly m Bd 30K蛋白的单克隆抗体,分别命名为1C10,1D12,2D1,4B4,5F9,6B12,其Ig亚型除1D12和4B4为IgG2a外,其余均为IgG1,且6株单抗效价均在10-5以上。ELISA和Western Blotting分析表明该6株单抗均能特异性识别大豆主要过敏原Gly m Bd 30K蛋白,并且建立双单抗夹心ELISA的方法可以准确检测出大豆过敏原的存在。鼠抗大豆主要过敏原Gly m Bd 30K蛋白抗原表位区蛋白的单克隆抗体的成功制备,以及双单抗夹心ELISA检测系统的建立,为大豆主要过敏原蛋白的检测奠定了基础,也可以为食品中大豆过敏原的检出提供依据。

利用大豆核心种质部分样本鉴定28K和30K过敏蛋白缺失材料

以栽培大豆(G.max)核心种质经聚类随机选择样本为主,以栽培大豆保留种质和野生大豆(G.soja)为对照,利用小鼠单克隆抗体Gly m Bd 30K(F5)和Gly m Bd 28K(C5)分别检测大豆的30K和28K过敏蛋白抗原,目的是发掘过敏蛋白缺失的品种资源,明确其分布规律和特点,检测大豆核心种质的代表性,为资源和育种研究提供参考。鉴定结果表明,在参试的60份野生大豆和421份栽培大豆中没有发现30K过敏蛋白缺失的种质,但28K过敏蛋白缺失率分别为13.3%和37.8%。栽培大豆核心种质28K过敏蛋白缺失比率的变化趋势与栽培大豆保留种质总体规律基本相同,在3个生态区的缺失比率差异均不显著,说明核心种质在28K过敏蛋白缺失这个性状上具有代表性。SSR标记分析发现,在缺失过敏蛋白的种质中,80%相似系数在0.44以下,表明这些种质遗传基础较为广泛,可充分利用类群内或类群间差异较大的材料作为亲本配制杂交组合,培育缺失28K过敏蛋白优质品种。

大豆过敏原Gly m 4蛋白抗原表位特征预测

通过生物信息学相关软件分析大豆过敏原Gly m 4蛋白理化性质(Prot Param)、信号肽(Signal P 4.1 Server)、跨膜区(TMHMM Server V 2.0)、B细胞表位(DNAStar)、MHC-Ⅱ类分子的结合能力(Net MHCⅡ2.2)。结果发现:Gly m4蛋白稳定性较好,无信号肽与跨膜区,转角结构丰富;B细胞抗原表位预测表明,Gly m 4蛋白61~64、93~94、122~125、127~130、134~137区域是潜在B细胞抗原表位;MHC-Ⅱ类分子的结合力分析表明Gly m 4蛋白144~153区域及82~96区域是潜在T细胞抗原表位,同时发现HLA-DRB10701、HLA-DRB10101等位基因型人群对Gly m 4蛋白较敏感。Gly m 4蛋白抗原表位分析为大豆过敏原的低过敏原性改造提供参考依据。

P-loop,Bet v 1结构域的缺失及突变对GmPR10和Gly m 4l抑制大豆疫霉菌能力的影响

大豆疫霉根腐病是由大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)引起的危害大豆生长的严重病害。课题组前期研究表明具有P-loop结构域的GmPR10(Gene Bank accession no.FJ960440)和具有P-loop、Bet v1结构域的Gly m 4l(Gene Bank accession no.HQ913577.1)抑制大豆疫霉菌生长,并且过表达GmPR10和Gly m 4l的转基因大豆植株可以提高对大豆疫霉根腐病的抗性。为研究GmPR10和Gly m 4l抑菌机理,本研究利用点突变技术,获得了GmPR10的P-loop结构域突变体(Gly48/Thr48和Gly^51/Arg^51)、Gly m 4l的P-loop结构域突变体(Gly^49/Ile^49和Lys^55/Pro^55)、GmPR10和Gly m 4l的P-loop结构域以及Gly m 4l的Bet v1结构域缺失突变体,并纯化回收相应突变体蛋白,进行体外抑制大豆疫霉菌试验。结果表明,突变或缺失P-loop,Bet v1结构域的GmPR10和Gly m 4l失去了抑制大豆疫霉菌(Race 1)生长的能力,说明P-loop、Bet v 1结构域对GmPR10和Gly m 4l行使抑菌功能至关重要。

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。

大豆主要过敏原Gly m Bd 28K的同源建模和B细胞表位的预测

利用生物信息学软件SWISS-MODEL和Deep View 4.1对Gly m Bd 28K进行同源建模并对做出的模型进行评估。利用DNAStar和SOPMA分析Gly m Bd 28K的亲水性、柔韧性、表面可及性、抗原指数和二级结构,预测出Gly m Bd 28K的4个B细胞线性表位5-13,75-77,175-177,200-203。根据三级结构模型,通过Disco Tope 2.0预测出Gly m Bd 28K的6个与构象表位相关的区段11-14,40-41,43,114-115,185-192,194-207。

大豆主要过敏原Gly m Bd 28K基因的克隆表达、纯化及多抗血清的制备

RT-PCR克隆大豆主要过敏原Gly m Bd 28K基因,根据序列设计引物,扩增目的基因的开放阅读框,与MBP载体连接,测序鉴定,转化至大肠杆菌BL21(DE3)中,并用IPTG诱导表达.亲和层析法纯化重组蛋白,SDS-PAGE验证蛋白的纯度,免疫新西兰大白兔,收集多抗血清,用ELISA法测效价.扩增出含Gly m Bd 28K目的基因片段,诱导并获得高浓度和预期相符的表达产物,经层析纯化出Gly m Bd 28K蛋白,免疫新西兰大白兔,获得效价为1∶1.6×106多抗血清.