劉文浩
在蛋白質(zhì)組學(xué)一個基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)即是一個蛋白質(zhì)組。而研究細(xì)胞里面所有蛋白質(zhì)的活動及表達(dá)的學(xué)科就是蛋白質(zhì)組學(xué)。
它研究的范疇是,大規(guī)模的研究蛋白質(zhì)的一些特征,比如蛋白質(zhì)的表達(dá)水平、轉(zhuǎn)譯后的修改、蛋白之間的相互作用等,從而得到在蛋白質(zhì)度量上得到關(guān)于疾病的產(chǎn)生、細(xì)胞新陳代謝等發(fā)生過程的整體認(rèn)識。
乳酸菌屬于革蘭氏陽性桿菌或球菌可以產(chǎn)生乳酸、現(xiàn)如今乳酸菌可以應(yīng)用于乳制品、蔬菜及肉類制品的生產(chǎn)中,而且在工業(yè)及醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中也發(fā)揮著重要的作用。
研究數(shù)據(jù)表明,來自外界的不同環(huán)境會誘使乳酸菌產(chǎn)生不同的應(yīng)激反應(yīng),比方說在生產(chǎn)及保存的時候存在的酸脅迫、滲透壓脅迫和冷脅迫等,會誘使各種不同類型及數(shù)量的蛋白質(zhì)表達(dá)產(chǎn)生變化。
而通過蛋白質(zhì)組學(xué)研究乳酸菌在不同誘因的條件下蛋白質(zhì)表達(dá)的連續(xù)性變化,可以弄清楚乳酸菌應(yīng)激反應(yīng)調(diào)節(jié)的運(yùn)作機(jī)制,從而對選種培育和改造菌種提供幫助,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。
乳酸菌蛋白質(zhì)組學(xué)研究現(xiàn)狀
乳酸菌(LAB),其產(chǎn)生乳酸作為其發(fā)酵代謝的主要終產(chǎn)物。它們在食物和飼料添加和保存中起著重要作用,無論是作為天然微生物群還是作為受控條件下添加的起始種植物。除了它們的技術(shù)作用外,乳酸菌可以通過抑制油脂和致病菌的生長來延長食物的壽命,乳酸菌及其食品被認(rèn)為具有多種重要的營養(yǎng)和治療效果,并且在人體中具有許多健康促進(jìn)作用或益生菌作用。乳酸菌會對食品和食品相關(guān)行業(yè)的有益貢獻(xiàn)是相當(dāng)大的。
由于乳酸菌具有很大經(jīng)濟(jì)價(jià)值,所以人們對乳酸菌的興趣日益增加,使得他們的合理使用受到關(guān)注。與基因組研究相比,蛋白質(zhì)表達(dá)水平的研究提供了詳細(xì)的信息,如蛋白質(zhì)豐度和翻譯后修飾的信息。蛋白質(zhì)組學(xué)被定義為在特定條件下在給定時間在細(xì)胞或任何生物樣品中表達(dá)的先前蛋白質(zhì)補(bǔ)體的分析。乳酸菌蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)是研究細(xì)菌對各種環(huán)境脅迫條件的生理反應(yīng)的強(qiáng)大工具。更好地了解應(yīng)力抵抗的機(jī)制及適應(yīng)性反應(yīng)和交叉保護(hù)的基礎(chǔ)的了解,并使其開發(fā)合理化,以便為工業(yè)過程制備乳酸菌?,F(xiàn)如今,
乳酸菌蛋白質(zhì)組的獲取主要通過二維電泳(2-DE)分析技術(shù),通過等電聚焦電泳(第一維電泳)和SDS-PAGE 電泳(第二維電泳) 將乳酸菌中幾百種不同的蛋白質(zhì)在凝膠上分離出來,進(jìn)過一定的技術(shù),組成二維電泳(2-DE)的圖譜。接著對比二維電泳圖譜尋找不同的差異蛋白,找到后進(jìn)行鑒定,明確了解影響微生物活動的蛋白質(zhì),進(jìn)而知道微生物基因組功能機(jī)制,故而蛋白質(zhì)組學(xué)對基因組學(xué)起到一種互相補(bǔ)充的作用,對研究觀察不用的條件下微生物基因組表達(dá)的蛋白質(zhì)的功能表現(xiàn)起到了很良好的作用。
乳酸菌蛋白質(zhì)組學(xué)在食品營養(yǎng)學(xué)中的應(yīng)用
在過去的幾十年中,蛋白質(zhì)組學(xué)方法的持續(xù)快速演變?yōu)槭澄镅苌鞍踪|(zhì)的表征提供了有效的平臺。食品營養(yǎng)學(xué)中營養(yǎng)一般是指膳食營養(yǎng),對其的攝取過少或者不均衡都會危害一個人的健康,并且某些食物中的某些抗?fàn)I養(yǎng)因子、過敏因子(如轉(zhuǎn)基因食品過敏原)和有毒物質(zhì)也是不利健康。
食品營養(yǎng)學(xué)是觀察食品中的營養(yǎng)因子在人體內(nèi)通過攝取而后消化、吸收,并轉(zhuǎn)運(yùn),最后代謝和排泄規(guī)律及對其過程進(jìn)行控制,達(dá)到改善目的的科學(xué)。
因此,目前中國對于食物的膳食營養(yǎng)問題非常的關(guān)注,技術(shù)及市場的前景廣闊。所以蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的普遍應(yīng)用使得營養(yǎng)學(xué)得到了良好的發(fā)展,比如食物的蛋白質(zhì)的組成及其生物活性成分的觀察和食品安全的監(jiān)督,食物體液蛋白質(zhì)的特征和相關(guān)信息的鑒定,還有蛋白質(zhì)在營養(yǎng)素的吸收代謝之中的調(diào)節(jié)作用,還有在營養(yǎng)物質(zhì)在成長、生育、抗病及維持身體平衡之中蛋白質(zhì)所起的作用,和相關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)的單位需要的研究等等。
食品營養(yǎng)中乳酸菌蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用,主要是對食物中蛋白質(zhì)的組成及其生物活性成分的分析、安全檢測、膳食營養(yǎng)素對人體新陳代謝的影響等方面。
目前,乳酸菌菌株的蛋白質(zhì)組學(xué)研究主要集中在菌株的定位和特別是各種環(huán)境條件或脅迫誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)合成測定中。這些方法相互補(bǔ)充,為食品工業(yè),人體健康和與細(xì)菌病原體的斗爭中使用細(xì)菌提供新的見解。
通過蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行的對不同環(huán)境中誘使乳酸菌進(jìn)行差異化表達(dá)蛋白質(zhì)的研究,顯示了乳酸菌反應(yīng)不同環(huán)境下的應(yīng)激特點(diǎn),及不同蛋白質(zhì)對于相關(guān)代謝方式的調(diào)控,提升了在脅迫環(huán)境時的生存力也保存了它的生物活性。
乳酸菌的后基因組學(xué)系統(tǒng)研究中乳酸菌蛋白質(zhì)組研究是其核心部分,現(xiàn)如今獲得了良好的成績??紤]到乳酸菌的工業(yè)重要性,蛋白質(zhì)組學(xué)方法以及基因組研究的使用預(yù)計(jì)將在不久的將來增加,特別是在將用作起始培養(yǎng)物或益生菌的菌株的研究中。將為我們提供更充實(shí)的數(shù)據(jù)和廣闊的應(yīng)用前景。