袁 燕,張 薇,戴建輝,陳磊,錢吉花,殷兆福
(云南民族大學(xué) 云南省生物高分子功能材料工程技術(shù)研究中心,云南 昆明 650500)
色氨酸(Trp)是食物中含量較少且在體內(nèi)又無法自行合成的“必需氨基酸”,它對人和動物的生長發(fā)育、新陳代謝起著重要的作用,被稱為第二必需氨基酸[1].色氨酸測定方法主要有紙層析法、熒光法、高效液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、質(zhì)譜-質(zhì)譜聯(lián)用、毛細管電泳、酶/比色法以及酶電極法等[2-3].由于Trp在受到紫外光照射后,會產(chǎn)生比激發(fā)波長更長的熒光信號,所以利用Trp的熒光特性,可以用簡便、快捷、高靈敏度的熒光光譜分析方法來檢測Trp的含量[4].
蒜頭果(MalaniaoleiferaChunet S. Lee)屬于鐵青樹科蒜頭果屬[5],是中國特有單種屬稀有植物,國家二級保護樹種,廣西重點保護野生植物[6-7].蒜頭果蛋白(malanin)是從云南廣西特有植物蒜頭果中分離、純化出的一種新的、具有抗腫瘤活性的蛋白質(zhì)[8],該蛋白是一種糖蛋白,相對分子質(zhì)量為 61 875,由A、B兩條鏈通過二硫鍵連接而成.由于在通常的氨基酸分析中一般都使用酸水解蛋白質(zhì),但是在酸水解條件下,Trp極易被破壞,故在氨基酸分析測定中無Trp的含量數(shù)據(jù),而需要單獨測試[9].本研究以NaOH為水解液,利用熒光法測定malanin中Trp的含量,為malanin全序列的測定提供參考數(shù)據(jù).
malanin由本課題組制備;L-色氨酸為上海生物工程技術(shù)有限公司產(chǎn)品;其它試劑均為國產(chǎn)分析純;所有水均為Milli-Q純水.
F-4500熒光分光光度計(HITACHI公司);Milli-Q純水機(MILLIRORE公司);萬分之一天平(Sartorius, BP110S).
1.3.1 Trp標準系列溶液配制
準確稱取色氨酸10 mg,加蒸餾水溶解,定容至10 mL,此溶液質(zhì)量濃度即為1 mg·mL-1.在7支試管中分別加入1 mg·mL-1Trp溶液0.00、0.05、0.10、0.20、0.25、0.30和0.35 mL,再用pH=10.5的KH2PO4- NaOH緩沖液定容至5 mL,則Trp標準溶液的質(zhì)量濃度分別為0.00、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07 mg·L-1.
1.3.2 熒光光譜測定
選用激發(fā)波長225 nm,在290~450 nm掃描熒光光譜,于發(fā)射波長350 nm處讀取熒光強度值.激發(fā)光譜狹縫寬度為5 nm,發(fā)射光譜狹縫寬度為10 nm,高速掃描,以Trp標準溶液濃度為橫坐標,熒光強度為縱坐標繪制標準曲線[10].如圖1所示,可見Trp在0.00~0.07 mg·L-1范圍內(nèi)線性良好.
1.3.3 Malanin樣品的水解
稱取5 mg malanin于水解管內(nèi),加入新配制的含0.5%可溶性淀粉的6.0 mol·L-1NaOH溶液5 mL,向水解管充純氮3 min后封口,在烘箱中110 ℃水解20 h 后,放置于暗處冷卻至室溫[11].
將水解產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至已加有5.0 mL 6 mol·L-1HCl的50 mL容量瓶中,用純水反復(fù)沖洗水解管5~6次后加入l 滴 0. l %的酚酞溶液,然后用6 mol·L-1HCl調(diào)溶液至無色,再用l mol·L-1NaOH 滴定至溶液呈粉紅色,用純水定容.取1 mL樣品于5 mL刻度管中,用pH 10.5的KH2PO4-NaOH 緩沖液定容后搖勻,即為樣品待測液.
1.3.4 樣品中Trp含量的測定
樣品待測液按照1.3.2的實驗方法進行,選用225 nm為激發(fā)波長,350 nm為發(fā)射波長進行熒光測定.
1.3.5 樣品中Trp含量的計算采用標準曲線法[10].
以Trp標準溶液質(zhì)量濃度(mg·L-1)為橫坐標,熒光強度為縱坐標得到線性回歸方程為y= 818 9x+24.23 (R2=0.998 5)(圖1).結(jié)果表明,在0.00~0.07 mg·L-1線性范圍內(nèi),Trp標準溶液質(zhì)量濃度與熒光強度呈良好的線性關(guān)系.
為研究NaOH的水解條件對malanin水解產(chǎn)生Trp量的影響,本研究分別向5 mg malanin中加入5 mL不同濃度的NaOH進行水解,其結(jié)果如圖2所示,可見NaOH濃度在5.5~7.0 mol·L-1范圍內(nèi)較好,故本實驗選用6.0 mol·L-1.
根據(jù)回歸方程及含量公式可以計算得出malanin中Trp的含量為5.116 mg·g-1,即每分子malanin中含Trp約為4個.
在最佳試驗條件下,對0.05 mg·L-1的Trp標準溶液連續(xù)測定8次,由熒光信號強度的標準差的3倍與工作曲線斜率之比,得檢測限為0.002 mg·L-1.對malanin連續(xù)取樣測定8次,相對標準偏差(RSD)為1.82%.
取5.0 mg左右的malanin樣品6份,按上述水解法處理,儀器條件同上,測定結(jié)果如表1所示.重現(xiàn)性試驗的相對標準偏差為1.05%,結(jié)果表明重現(xiàn)性較好.
在malanin待測液中進行加標回收實驗,計算得到的回收率結(jié)果如表2,回收率在96.1%~100.1%之間,說明準確度較好,達到了分析實驗的要求.
表1 重現(xiàn)性試驗
表2 回收率試驗
由于蛋白質(zhì)的氨基酸組成測定的水解方法主要是酸水解,同時輔以堿水解.酸水解雖然不引起消旋作用,得到的是L-氨基酸,但Trp卻完全被沸酸所破壞,羥基氨基酸(絲氨酸及蘇氨酸)有一小部分被分解,同時天冬酰胺和谷胺酰胺的酰胺基也被水解下來.為測定Trp含量,蛋白質(zhì)可用堿水解,雖然水解過程中多數(shù)氨基酸遭到不同程度的破壞,并且會產(chǎn)生消旋現(xiàn)象,所得產(chǎn)物是D型和L型氨基酸的混合物,但Trp在堿性條件下卻是穩(wěn)定的,可以定量回收[12].故本研究以NaOH為水解液,利用熒光法測定malanin中Trp的含量,得出malanin中Trp含量為5.116 mg·g-1,即每分子malanin中含Trp約為4個,此結(jié)果為酸水解測定malanin氨基酸的組成作為補充,同時也為malanin全序列的測定提供較好的參考數(shù)據(jù).
參考文獻:
[1] 孫昕. 分光光度法測定豆類及其粗蛋白質(zhì)中的色氨酸[J]. 生物學(xué)雜志, 2000, 17(5):33-35.
[2] 于金龍, 郭長江, 黃英武, 等. 發(fā)酵液中色氨酸含量高通量快速測定[J]. 氨基酸和生物資源, 2008, 30(1):70-71.
[3] 高春, 周淑平, 李群, 等. 18種復(fù)合氨基酸注射液中N-乙酰-L-酪氨酸及L -色氨酸含量測定方法的研究[J]. 中國生化藥學(xué)雜志, 1998, 19, 3.
[4] 吳芳, 郭衛(wèi)東, 張潤, 等. 熒光法測定微藻中色氨酸的含量[J].海洋科學(xué), 2005, 29(10):1-4.
[5] 丘華興, 林有潤. 中國植物志(24卷)[M].北京:科學(xué)出版社, 1988, 24.
[6] 傅立國. 中國植物紅皮書——稀有瀕危植物(1冊)[M]. 北京:科學(xué)出版社, 1992:480.
[7] 廣西林業(yè)局保護站. 廣西壯族自治區(qū)重點保護野生植物資源調(diào)查報[R]. 南寧, 2001:6.
[8] YUAN Y, DAI X C, WANG D B, et al. Purification,characterization and cytotoxicity of malanin, a novel plant toxin from the seeds ofMalaniaoleifera[J]. Toxicon, 2009, 54:121-127.
[9] 金靜芳, 沈明泉. 熒光法測定羽毛中的色氨酸含量[J]. 氨基酸和生物資源, 1995, 17(4):27-30.
[10] 任大喜, 提偉鋼, 李景紅, 等. 熒光法測定嬰兒奶粉中色氨酸的含量[J]. 食品工業(yè)科技, 2007, 28(7):203-204.
[11] 劉惠容, 張雙峰. 玉米子實中色氨酸的測定[J]. 陜西農(nóng)業(yè)大學(xué), 1987, 3:34-36.
[12] 沈同, 王鏡巖. 生物化學(xué)[M]. 2版.北京:高等教育出版社, 2002:121.