陶然 劉富菁 王婭玲 王悅 袁如月 宋興爽 王集會
摘????? 要: 通過Tricine-SDS-PAGE電泳法比較全蝎白術(shù)白頭翁組方發(fā)酵前后水溶性蛋白質(zhì)相對分子量的變化。按照超聲水提的最佳工藝,分別制備全蝎白術(shù)白頭翁組方(SAPZF)、全蝎白術(shù)白頭翁組方發(fā)酵物(SAPZFFW)的超聲水提醇沉凍干粉。通過Tricine-SDS-PAGE電泳法對SAPZF、SAPZFFW醇沉物中的蛋白進行凝膠電泳分離。結(jié)果表明:12% T、3% C的Tricine-SDS-PAGE電泳圖譜顯示SAPZF醇沉物的蛋白主要出現(xiàn)了4個條帶,相對分子量主要集中在130、70、50、35 kDa左右;SAPZFFW醇沉物的蛋白主要出現(xiàn)了3個條帶,相對分子量分別集中在50、20、15 kDa左右。Tricine-SDS-PAGE電泳圖譜顯示發(fā)酵前后的全蝎白術(shù)白頭翁中蛋白相對分子量大小具有顯著性差別,發(fā)酵之后的蛋白質(zhì)相對分子量較未發(fā)酵的變小。
關(guān)? 鍵? 詞:全蝎;白術(shù);白頭翁;Tricine-SDS-PAGE電泳;發(fā)酵;水溶性蛋白質(zhì)
中圖分類號:R284.1?????????? 文獻標識碼: A ????文章編號: 1671-0460(2020)07-1330-04
Analysis on Molecular Weight of Soluble Protein
of SAPZF Before and After Fermentation
TAO Ran a, LIU Fu-jing a, WANG Ya-ling a, WANG Rue a, YUAN-Ruyueb, SONG-Xingshuanga,WANG Ji-hui c
(a.School of Pharmacy;b.College of Traditional Chinese Medicine;c.Experimental Center,
Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan Shandong 250355 , China)
Abstract: The change of protein molecular weight of SAPZF lyophilized powder before and after fermentation was compared by Tricine-SDS-PAGE electrophoresis. According to the optimum process of ultrasonic water extraction, the SAPZF and SAPZFFW extract lyophilized powders were prepared, respectively. The alcohol-precipitated proteins in SAPZF, SAPZFFW were separated by Tricine-SDS-PAGE electrophoresis. The results showed that, under the condition of 12% T and 3% C, Tricine-SDS-PAGE electrophoresis map of SAPZF extract showed four bands of protein with 130,70,50,35 kDa; and Tricine-SDS-PAGE electrophoresis map of SAPZFFW extract showed three bands of protein with 50,20,15 kDa. The Tricine-SDS-PAGE electrophoresis map showed that the molecular weight of the protein was significantly different in the extract lyophilized powder of SAPZF and SAPZFFW.
Key words: Scorpio; Atractylodes macrocephala; Pulsatilla chinensis; Tricine-SDS-PAGE electrophoresis; Fermentation; Water soluble protein
全蝎白術(shù)白頭翁組方(SAPZF)是以全蝎、白術(shù)、白頭翁三種中藥按等量混合組成的復(fù)方。前期研究,該組方具有抗腫瘤抗病毒的作用[1],且經(jīng)發(fā)酵后的組方,其抗腫瘤抗病毒作用有明顯的提高。球孢白僵菌(B. bassiana)是屬于半知菌亞門(deuteromycotina)的昆蟲病原真菌,該菌的次生代謝物質(zhì)如白僵菌素和其他聚酮類物質(zhì)具有抗癌、抗病毒等作用[2]。相關(guān)研究表明[3],大分子蛋白物質(zhì)能通過固體發(fā)酵技術(shù)降解為小分子肽類,具有降低中藥毒性、提高中藥藥效的作用。利用球孢白僵菌雙向固體發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵本復(fù)方后,其水溶性蛋白質(zhì)、水溶性氨基酸的含量升高,抗腫瘤、抗病毒效果增強[4]。考慮其抗腫瘤作用的增強可能與發(fā)酵后的蛋白質(zhì)成分的變化有關(guān),采用 Tricine-SDS-PAGE電泳法對發(fā)酵前后全蝎白術(shù)白頭翁中可溶性蛋白質(zhì)的種類和相對分子量進行比較,為今后研究其抗腫瘤成分奠定基礎(chǔ)。
1 ?儀器與試劑
1.1? 儀器
DYCZ-24D 垂直電泳槽,北京六一生物科技有限公司;DYY-8B 型穩(wěn)壓穩(wěn)流電泳儀,北京天創(chuàng)尚邦儀器設(shè)備有限公司; UV9100B型紫外可見分光光度計,北京萊伯泰科儀器股份有限公司。
1.2? 試劑
N,N,N,N-四甲基乙二胺、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、三(羥甲基)甲基甘氨酸、三(羥甲基)氨基甲烷、、丙烯酰胺,均購自上海麥克林生化科技有限公司;15-130 kDa雙色預(yù)染蛋白Marker,上海源葉生物科技有限公司。
1.3? 藥材
全蝎(ButhusmartensiiKarsch,均為野生成年蝎);白頭翁(Pycnonotussinensis)及白術(shù)(Atractylodes- macrocephalaKoidz),均鑒定為正品;全蝎白術(shù)白頭翁組合發(fā)酵物,自制(批號:20181228)。
2? 方法
2.1? SAPZFFW、SAPZF凍干粉的制備
將球孢白僵菌桃5活化菌種B.bassiana(Bals.)Vuill接種于115 ℃滅菌后的馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基中,于25 ℃條件下培養(yǎng)7 d后稀釋成濃度為1×108 CFU/mL 孢子懸液[5]。無菌狀態(tài)下稱取已經(jīng)鈷-60滅菌的白頭翁、野生全蝎凍干粉、白術(shù)藥材各5.00 g,用孢子懸液濕潤,均勻攪拌。在適宜條件下發(fā)酵至菌絲長滿。冷凍干燥,即得SAPZFFW。等量取3種中藥混合均勻即得SAPZF,均低溫密封保存。
2.2? SAPZF、SAPZFFW超聲水提醇沉及醇沉物凍干粉的制備
精密稱取SAPZFFW于錐形瓶中,按照最佳超聲水提工藝[4]條件,加入40倍體積蒸餾水,調(diào)節(jié)pH為11,40 ℃超聲提取60 min(頻率80 kHz,輸入功率500 W),于4 ℃、4 000 r·min-1下離心15 min,抽濾,重提后兩次濾液合并,即得SAPZFP超聲水提醇沉。加入無水乙醇至其濃度為80%,靜置1 d。于4 ℃、4 000 r·min-1下離心15 min,取沉淀物冷凍干燥,低溫密封保存。SAPZF超聲水提醇沉及醇沉物凍干粉按同樣方法制得。
2.3? SAPZFFW、SAPZF水提醇沉凍干粉中蛋白質(zhì)含量的測定
采用福林酚法[6]測定SAPZFFW、SAPZF水提醇沉中水溶性總蛋白質(zhì)的含量。配制0.2 mg?mL-1的牛血清蛋白溶液,用移液槍移取溶液于試管中、用蒸餾水定容至1 mL,使其質(zhì)量濃度分別為0、0.04、0.08、0.12 、0.16 、2 mg?mL-1,在波長為650 nm下測定吸光度,繪制蛋白質(zhì)的標準曲線。精密稱取SAPZFFW、SAPZF各1.00 g,定容制100 mL的容量瓶中,用移液槍移取溶液稀釋至適宜濃度,測定其水溶性蛋白質(zhì)的含量。
2.4? Tricine-SDS-PAGE電泳
2.4.1? 電泳溶液的配制[7-9]
按表1進行電泳所需緩沖溶液的配制,其所用水均為哇哈哈純凈水。
2.4.2 ?SAPZFFW、SAPZF水提醇沉蛋白電泳樣品的制備
精密稱取“2.2”項制備的SAPZF、SAPZFFW醇沉物凍干粉各0.10 g于燒杯中,加入樣品緩沖液充分溶解后,稀釋至適宜濃度。為了使電泳條帶清晰,將樣品溶液置于 100 ℃水浴鍋中密封加熱5 min,在
3 000 r·min-1條件下離心3 min,移取上清液用于電泳。
2.4.3 ?電泳膠的配制
配制下層分離膠,用移液槍移取娃哈哈純凈水9.9 mL和30%丙烯酰胺12 mL于燒杯中,混和均勻后移取分離膠緩沖液7.5 mL于燒杯中混合均勻,將配制溶液抽氣3 min后,依次加入10% 過硫酸銨0.3 mL、10% SDS 0.3 mL、N,N,N,N-四甲基乙二胺12 μL,混合均勻。將制備好的分離膠用移液槍吸至凝膠板中至適宜位置,用膠頭滴管加適量蒸餾水壓平界面,靜置1 h至蒸餾水與凝固的膠層分離,傾倒出蒸餾水并用濾紙吸盡。配制上層濃縮膠,用移液槍吸取娃哈哈純凈水6.80 mL和30%丙烯酰胺1.70 mL于燒杯中混合均勻,加入濃縮膠緩沖液
1.25 mL混合均勻,抽氣3 min后,依次加入10%SDS 0.1 mL、10%過硫酸銨0.10 mL、N,N,N,N-四甲基乙二胺10 μL,混合均勻。將配置好的濃縮膠用移液槍吸至分離膠上部,嵌入干燥潔凈的梳子,靜置約1h至形成凝膠后,緩慢拔出梳子。用適量負極緩沖液沖洗上樣孔后用吸水紙吸盡負極緩沖液。
2.4.4 ?電泳及凝膠的固定、染色、脫色
用微量注射器進樣“2.4.2”項制備的樣品溶液20.00 μL、Marker 5.00 μL,取下凝膠板立即放入電泳槽中并用夾子固定,加入陰極緩沖液和陽極緩沖液。用80 V恒壓電泳至樣品條帶開始進入分離膠時,調(diào)節(jié)電壓至120 V繼續(xù)進行電泳。電泳結(jié)束后取出平板中的凝膠,浸泡于固定液(50%乙醇、10%冰乙酸、40%蒸餾水)中固定1 h,置于考馬斯亮藍R-250染色液中染色1 h后,用蒸餾水洗去凝膠表面的染色液,將凝膠置于脫色液(8%冰乙酸、25%乙醇、67%蒸餾水)中在搖床上脫色,并不斷更換脫色液至凝膠上的背景顏色脫干凈[10]。Marker標準蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量為130、100、70、50、35、25、20、15 kDa。
3? 結(jié)果
3.1? SAPZFFW、SAPZF水提醇沉凍干粉中蛋白質(zhì)含量
如圖1所示,以吸光度為縱坐標,水溶性總蛋白質(zhì)的濃度為橫坐標,繪制標準曲線,得水溶性總蛋白質(zhì)的回歸方程為y = 2.267 5x + 0.003 9,R 2 = 0.998 4,在濃度范圍0~02 mg·mL-1內(nèi)水溶性總蛋白質(zhì)與吸光度的線性關(guān)系良好。 SAPZFFW和SAPZF中水溶性蛋白的含量分別為22.68%、10.48%。由此可見,組方經(jīng)發(fā)酵后其水溶性蛋白質(zhì)的含量有所增加。
3.2? SAPZFFW、SAPZF水提醇沉凍干粉中蛋白電泳比較
采用Tricine-SDS-PAGE電泳法電泳后,可見凝膠上SAPZFFW主要得到3條電泳條帶,相對分子量主要集中在50、20、15 kDa左右,SAPZF主要可得到4條條帶,相對分子量主要集中在130、70、50、35 kDa左右。由此可見,發(fā)酵后的全蝎白術(shù)白頭翁組方中的蛋白質(zhì)相對分子量明顯降低。
4? 結(jié)束語
通過使用真菌白僵菌對中藥組方進行混合發(fā)酵可以將中藥中的化學成分通過真菌生長過程中產(chǎn)生的范圍廣泛的酶系進行結(jié)構(gòu)修飾和生物轉(zhuǎn)化,從而產(chǎn)生出新的有效成分,如將大分子蛋白酶解成小分子肽類等。同時真菌在生長的過程中也會產(chǎn)生一些具有廣泛生物活性的次生代謝物質(zhì),例如白僵菌素和聚酮類物質(zhì)等。本文通過Tricine-SDS-PAGE電泳法,比較全蝎白術(shù)白頭翁組方發(fā)酵前后水溶性蛋白質(zhì)相對分子量變化。研究表明,SAPZF醇沉物的蛋白出現(xiàn)了4個條帶,相對分子量主要集中在130、70、50、35 kDa;SAPZFFW醇沉物的蛋白出現(xiàn)了3個條帶,相對分子量分別集中在50、20、15 kDa。通過球孢白僵菌發(fā)酵后的全蝎白術(shù)白頭翁組方,其蛋白質(zhì)的相對分子量明顯減小。表明發(fā)酵使組方中的大分子蛋白質(zhì)發(fā)生了生物轉(zhuǎn)化,變成了相對分子量更小的多肽和寡肽。根據(jù)前期研究表明,發(fā)酵后的全蝎白術(shù)白頭翁中的極性物質(zhì)體外對HSV病毒[1]、乳腺癌細胞株MCF-7[11]均具有較好的抑制作用,其活性均優(yōu)于未發(fā)酵物,兩者具有顯著性的差異,推測其抗病毒、抗腫瘤活性的增強正是來自于此。采用Tricine-SDS-PAGE電泳對蛋白相對分子量進行定性的方法簡單可行,設(shè)備操作簡便,可以為全蝎白術(shù)白頭翁組方的鑒別等研究方面提供新的思路。
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基金項目:山東省重點研發(fā)計劃(項目編號:2016GSF202003);山東中醫(yī)藥大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃(項目編號:2019042)。
收稿日期:2020-02-21
作者簡介:陶然(1999-),女,山東省濟南市人,研究方向:中藥學。E-mail:2573839853@qq.com。
通訊作者:王集會(1962-),男,正高級實驗師,研究方向:蟲類中藥發(fā)酵及活性成分研究。E-mail:Wangjihui10@126.com。