孫良格，張新笑，卞 歡，鄒 燁,，徐為民,，王道營,, ，李鵬鵬,,

（1.江蘇大學食品與生物工程學院，江蘇鎮(zhèn)江 212013；

2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工所，江蘇南京 210014）

骨架蛋白是肌肉細胞的重要結(jié)構(gòu)成分，是肌纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中維持空間構(gòu)型、承受外力以及保持內(nèi)部結(jié)構(gòu)有序性的一類蛋白質(zhì)。骨架蛋白對肉類品質(zhì)的影響一直是許多學者研究觀察和分析的主題，骨架蛋白的降解影響宰后肉品的質(zhì)量，包括嫩度、持水性等方面[1]。肉的持水性（Water-holding capacity，WHC），是指肌肉保持原有水分的能力。持水性不僅影響肉的嫩度、風味等感官品質(zhì)，還直接影響肉類屠宰加工企業(yè)的經(jīng)濟效益[2]。

汁液流失（Drip loss）經(jīng)常被用來衡量肉的持水性。從1860年開始，肉品科學家開始研究肌肉汁液流失的機理，致力于研究影響肌肉持水能力的因素[2]。1995年Huff-Lonergan等[3]人提出汁液流失可能與蛋白質(zhì)降解有關(guān)，骨架蛋白包括膜結(jié)合蛋白踝蛋白（Talin）、肌營養(yǎng)不良蛋白（Dystrophin）等聯(lián)結(jié)肌原纖維和細胞外基質(zhì)蛋白，對維持細胞結(jié)構(gòu)和細胞與細胞間的粘附起關(guān)鍵作用，因此，骨架蛋白的降解影響宰后肉品的汁液流失[4]。例如，細胞膜骨架蛋白跨膜蛋白整合素（Integrin）的降解有助于汁液流失通道的形成，增加汁液流失[5]；黏著斑蛋白（Vinculin）的緩慢降解和Talin的快速降解影響豬肉宰后成熟過程中肉的汁液流失的增加[6]。錢書意等[7]研究表明宰后凍結(jié)肉的骨架蛋白結(jié)構(gòu)出現(xiàn)改變，會使骨架蛋白之間聚集，蛋白質(zhì)溶解度降低。蛋白的疏水作用增強和水合力下降導致肉品持水性降低。

宰后肉品的汁液損失在0.1%~10%之間，在分割和貯藏過程的損失率可達2%~10%，給肉類屠宰加工行業(yè)造成數(shù)億元經(jīng)濟損失[8]。如何降低汁液損失率仍然是肉類研究學者們共同努力的目標。開展宰后肉品持水性與骨架蛋白關(guān)系研究，不僅能夠提高肉品質(zhì)量、減少經(jīng)濟損失，而且有助于揭示宰后肉品汁液流失形成機理。Puolanne等[9]認為肉的持水機理仍需進一步研究，其中骨架蛋白對持水性的影響需要結(jié)合pH、離子的種類和強度及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)等進一步研究闡明。本文將對近年來研究發(fā)現(xiàn)的骨架蛋白的結(jié)構(gòu)功能、骨架蛋白對持水性的影響及影響骨架蛋白降解的因素進行綜述。

1 骨架蛋白概述

細胞骨架在狹義上包括微絲、微管和中間纖維，它們由多種蛋白質(zhì)以不同方式組裝而成。微絲是由肌動蛋白構(gòu)成；微管是由α和β管蛋白和少量微管結(jié)合蛋白的聚合作用而形成的管狀纖維；中間纖維是由α-螺旋桿狀、長狀蛋白裝配而成。骨骼肌細胞骨架可被分為3種：肌小節(jié)內(nèi)骨架、肌小節(jié)外骨架和肌細胞膜骨架。伴肌動蛋白（Nebulin）排在肌原纖維上的肌節(jié)內(nèi)，這種蛋白是肌小節(jié)內(nèi)的主要骨架蛋白；肌小節(jié)外骨架蛋白主要包含肌間線蛋白（Desmin）、巢蛋白（Nestin）、聯(lián)絲蛋白（Synemin）和核纖層蛋白（Lamins），它們位于肌原纖維周圍，連接Z盤、核膜和肌細胞膜之間；肌細胞膜骨架蛋白包括Vincullin、血影蛋白（Sepectrin）、Dystrophin、Integrins等跨膜的和與膜相連的蛋白[5]。表1總結(jié)了肌肉中的主要骨架蛋白的分子量、所處肌肉位置以及與之結(jié)合的相關(guān)蛋白。骨架蛋白的功能主要包括以下幾點：①負責信息交流，骨架蛋白能夠在肌原纖維與胞外基質(zhì)兩者之間建立聯(lián)系，使細胞形成一個系統(tǒng)復雜的信息交流中心[10]；②調(diào)節(jié)和穩(wěn)定肌肉收縮，骨架蛋白具有維持細胞結(jié)構(gòu)并對肌肉收縮起到調(diào)節(jié)和穩(wěn)定的作用[11]；③連接肌節(jié)，細絲狀的骨架蛋白與細絲、粗絲平行排列，位于肌原纖維的空隙，起到連接肌節(jié)的作用[11]；④調(diào)節(jié)細肌絲的長度，部分骨架蛋白可以作為一個分子尺調(diào)節(jié)細肌絲的長度以及細肌絲的排列，比如Desmin[12]。

2 骨架蛋白與肉持水性的關(guān)系

2.1 肌營養(yǎng)不良蛋白（Dystrophin）對肉持水性的影響

Dystrophin是一種胞內(nèi)桿狀蛋白，定位于肌膜的內(nèi)表面，由3685個氨基酸組成的分子量為427 kDa的細胞骨架蛋白，占肌肉骨架蛋白比例超過5%以上[13]。Dystrophin具有四大功能域，分別包括N端區(qū)、棒狀區(qū)、半胱氨酸富集區(qū)、C端區(qū)。它的N終端和部分中間桿域與細胞骨架絲狀肌動蛋白（F-actin）相互作用，而C端區(qū)域與多個蛋白質(zhì)組裝DAPC（Dystrophin-associated protein complex）跨越骨骼和心臟肌肉的肌纖維膜[13]。Dystrophin主要功能是連接肌細胞中的肌動蛋白與細胞外基質(zhì)，使得肌肉形成緊密的肌肉束，在收縮過程中保護肌膜對抗機械壓力。DAPC的完整性對于收縮肌纖維承受由肌膜產(chǎn)生的機械應力以及防止其脆弱的肌膜因收縮引起的損傷至關(guān)重要。此外，Dystrophin必須與糖蛋白結(jié)合成DAGC（Dystrophin-associated glycoprotein complex）才能發(fā)揮穩(wěn)定細胞膜的作用，有實例發(fā)現(xiàn)Dystrophin的缺乏使得DAGC復合體形成失敗，從而不能穩(wěn)定細胞膜，最終導致肌細胞壞死[14]。

Dystrophin位于膜和肌動蛋白之間，它的破壞會導致Z線、M線、中間絲狀體斷裂，進而會造成肌纖維之間以及肌纖維與肌膜之間發(fā)生解離，引起肉品質(zhì)構(gòu)劣化[15]。Taylor等[16]研究報道在牛肉儲存過程中發(fā)現(xiàn)宰后7 d肌肉中的Dystrophin絕大部分發(fā)生降解。Wojtysia等[17]以閹割公雞與未閹割公雞為原材料研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)宰后48 h后兩組公雞的肌肉纖維中Dystrophin的降解都增加，未閹割雞胸肉中未受損的Dystrophin的含量均高于閹割雞胸肉?？梢?，畜禽的生理狀態(tài)對Dystrophin降解情況也有影響。賈勝男[1]研究發(fā)現(xiàn)，以草魚背部肌肉組織為實驗材料，第1 d未發(fā)現(xiàn)肌肉中Dystrophin的降解，這表明Dystrophin在動物死后前期以完整的形式存在于肌肉中。隨后發(fā)現(xiàn)該蛋白的降解逐日加強，在7 d達到降解率達到60%，第21 d時Dystrophin降解率達71.14%，滴水損失率與Dystrophin的含量呈顯著負相關(guān)，Dystrophin的降解最終導致細胞功能的喪失和肌原纖維結(jié)構(gòu)的削弱，使得持水性受到影響。生理學中研究發(fā)現(xiàn)，Dystrophin基因變異引起杜氏或貝克爾肌營養(yǎng)不良癥，Dystrophin的缺失會造成肌肉壞死。在肌肉轉(zhuǎn)變成可食用肉的過程中會對肉制品的外觀、營養(yǎng)、質(zhì)地等方面帶來極壞的影響[18]。

表 1 肌肉中的骨架蛋白Table 1 Cytoskeletal proteins in muscle

2.2 網(wǎng)蛋白（Plectin）對肉持水性的影響

Plectin是血溶素家族的高分子量多功能細胞骨架蛋白，廣泛分布于動物的多種組織細胞中，如肌肉、皮膚、心臟及腦等。迄今為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了16種網(wǎng)蛋白的亞型，其中1d、1f、1b和1四種亞型在肌肉細胞中表達量較高。Plectin存在于中間纖維和微絲的質(zhì)膜附著部位，如平滑肌的致密斑塊、心肌的夾層盤等位置[19]。Plectin位于骨骼肌的Z盤，骨骼肌中Plectin的分布呈纖維依賴性。通過旋轉(zhuǎn)跟蹤電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)Plectin結(jié)構(gòu)為啞彈狀，Plectin的中心位置是200 μm長的棒狀結(jié)構(gòu)域，兩側(cè)是兩個大的球狀結(jié)構(gòu)域[20]。在功能上，作為一種重要的細胞骨架蛋白，Plectin交聯(lián)細胞骨架的三種主要成分：微管、中間纖絲和肌動蛋白微絲，在穩(wěn)定細胞結(jié)構(gòu)和維持細胞功能完整性方面具有重要作用[20]。

Tian等[20]研究表明，豬宰后早期成熟過程中豬肉Plectin迅速減少并在宰后3 d消失，但是宰后0 h就能檢測到已經(jīng)被降解為240和20 kDa的Plectin片段快速積累，并證實Plectin與Desmin一起在重要的肌細胞部位有規(guī)律的存在，正如圖1所示。這些結(jié)果表明，Plectin在宰后肉品成熟過程中發(fā)生了迅速而顯著的降解。進一步研究通過比較加入caspase抑制劑與calpain抑制劑，發(fā)現(xiàn)calpain抑制劑能明顯抑制Plectin的降解。在生理上，由Plectin的基因突變導致的Plectin缺乏表現(xiàn)為肌營養(yǎng)不良等癥狀，進而影響著宰后肉品的質(zhì)量[21]。Plectin的降解會破壞復雜的蛋白支架網(wǎng)絡(luò)（圖1），破壞細胞結(jié)構(gòu)，影響汁液流失通道的形成，最終影響肉品的持水性，因此，研究死后衰老過程中Plectin降解對肌肉結(jié)構(gòu)變化和肉質(zhì)的影響是很有必要的。

圖 1 骨架蛋白位置及降解機制Fig.1 Cytoskeleton proteins location and degradation mechanism

2.3 踝蛋白（Talin）對肉持水性的影響

Talin作為一個大分子量蛋白，位于細胞膜的內(nèi)表面，由2541個氨基酸組成，長度約為60 nm，大小270 kDa[22]。Talin由50 kDa N端頭部區(qū)域和220 kDa兩性分子螺旋束組成的細長棒體組成。Talin頭部包含一個FERM結(jié)構(gòu)域，含有FERM結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)在許多生物學過程中都是必不可少的，包括細胞粘附、運動、增殖和分化[23]。含有FERM結(jié)構(gòu)域的Talin在細胞粘附受體整合素家族的激活中起關(guān)鍵作用，并且為β-Intergrin亞基和肌動蛋白細胞骨架之間提供直接聯(lián)系。Talin作為粘著斑成分介于肌動蛋白和Intergrin之間，而Vinculin是與黏著斑有關(guān)的主要細胞骨架蛋白，Vinculin在胞內(nèi)過表達可使黏著斑更加穩(wěn)定[24?25]。

先前Kristensen等[6]對Talin的研究表明，Talin發(fā)生快速降解，骨骼肌膜結(jié)構(gòu)被破壞，隨后肌纖維收縮時產(chǎn)生的交聯(lián)及肌原纖維之間的交聯(lián)斷裂，擠壓細胞內(nèi)水分的力被消除，使肌肉的持水能力提高。發(fā)生此結(jié)果的原因可能是骨架蛋白質(zhì)的降解使肌細胞橫向膨脹。Melody等[26]研究發(fā)現(xiàn)，Talin宰第1 d開始降解，Kristensen等[6]研究發(fā)現(xiàn)，宰后第4 d Talin降解達到了68%。Tomisaka等[27]研究了宰后肌肉系水力的變化，發(fā)現(xiàn)Talin在宰后第4 d降解為最初的25%。Huff-Lonergan等[28]研究發(fā)現(xiàn)Talin的降解能減少肌肉的汁液流失率。而楊汝男等[29]測定了RFN（Reddish，F(xiàn)irm，Non-exudative）與PSE（Pale，Soft，Exudative）肉樣中Talin的降解量，發(fā)現(xiàn)宰后各時間點Talin的含量與汁液流失率呈不顯著正相關(guān)（P>0.05），Talin的降解對持水性無影響。目前，宰后肉品Talin降解與汁液流的關(guān)系仍存在較大爭議[30]，Talin對肌肉持水性影響還有待進一步研究確認。

2.4 肌間線蛋白（Desmin）對肉持水性的影響

Desmin是中間纖維的重要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它的亞基分子量為55 kDa，圍繞Z盤分布并延伸到Z盤內(nèi)部，是位于Z線以及Z線和肌細胞膜之間的骨架蛋白，由兩端的N端和C端以及中間螺旋桿狀結(jié)構(gòu)（αlelical rod）組成[31]。Desmin通過Z線將單個肌原纖維連接在一起，使得收縮運動機械整合在一起，同時連接線粒體、細胞核和肌膜，主要為限制肌節(jié)在肌肉收縮時過分拉伸。此外，Desmin幫助鄰近肌原纖維正確定位和排列，在成熟的肌細胞中連接每條肌原纖維并將其與細胞膜聯(lián)結(jié)，發(fā)揮著固定肌原纖維的作用，進而維持整個骨骼肌細胞的有序性和完整性[26]。

Desmin的重要功能決定了其可能對宰后肉品的持水性起重要作用。Desmin在4 ℃環(huán)境中能夠迅速發(fā)生降解，使肌原纖維間的橫橋交聯(lián)斷裂，導致肌原纖維有序結(jié)構(gòu)被破壞，從而提高持水性。張冬怡等[32]人發(fā)現(xiàn)Desmin降解程度、鈣蛋白酶自溶程度及汁液流失率呈正相關(guān)。此外還發(fā)現(xiàn)，PSE肉中Desmin開始發(fā)生降解的時間先于RFN肉，說明PSE肉中Desmin的降解導致的肌原纖維的結(jié)構(gòu)破壞快于RFN肉，PSE肉對肉品持水性影響更大。有研究發(fā)現(xiàn)Desmin宰后第1 d未發(fā)生降解，到了第4 d才發(fā)生輕微降解，到第10 d降解了70%。在7 d后，由于骨架蛋白質(zhì)的降解使得肌細胞橫向膨脹導致持水性增加[3]。鄭偉的研究中發(fā)現(xiàn)宰后豬肉樣品1~7 h的Desmin完整度與汁液流失均無顯著相關(guān)性，這與其他人研究結(jié)果不一致[33]。王穎等[34]研究發(fā)現(xiàn)，Desmin的含量在高極限pH后2 d內(nèi)顯著持續(xù)下降，在中極限pH組中明顯下降至宰后5 d，而在低極限pH組中宰后7 d內(nèi)一直持續(xù)顯著下降。由此可見，Desmin在高極限pH的情況下降解速度更快。由上述所知，Desmin降解程度與肉品溫度、pH、蛋白酶等因素共同作用影響著肉品的持水性。

2.5 整合素（Intergrin）對肉持水性的影響

Intergrin是一類異二聚跨膜蛋白，是由內(nèi)而外和由外而內(nèi)的信號通路介導細胞與細胞外環(huán)境之間的信息傳遞者[5]。如圖1所示，Intergrin位于肌膜上，穿過膜內(nèi)外與其他骨架蛋白結(jié)合發(fā)生作用。Intergrin分子是由兩個子單元稱為α（120~185 kDa）和β（90~110 kDa），迄今為止，超過24種不同的α和β鏈的組合已被識別，導致細胞外蛋白識別的高特異性[35]。β鏈主要負責細胞膜與細胞體的結(jié)合，而α鏈則更多地參與了與基質(zhì)的相互作用。Intergrin的主要功能是細胞與基質(zhì)的粘附和細胞間的接觸，Intergrin作為一種膜受體，通過傳遞細胞環(huán)境的結(jié)構(gòu)和組成信息，參與信號轉(zhuǎn)導和細胞對微環(huán)境信號的反應[36]。Intergrin與細胞骨架有許多信號通路，如MAPK信號通路、RHO介導的信號通路、整合素-肌動蛋白間信號通路等[37]。研究發(fā)現(xiàn)，在由胞內(nèi)向胞外傳導信號的過程中，Talin在調(diào)節(jié)Intergrin胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合配體親和力上起著關(guān)鍵的作用。Talin與Intergrin亞基的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域結(jié)合，形成長C端桿結(jié)構(gòu)域，與肌動蛋白細胞骨架形成多重連接。Talin頭域通過與細胞質(zhì)尾部結(jié)合激活整合素β-integrin和酸性膜磷脂。磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）可增強Talin在質(zhì)膜上的附著，從而誘導Talin構(gòu)象改變，暴露Intergrin結(jié)合位點[38]。

有個形成滴水通道的假說：在屠宰后的最初幾個小時內(nèi)，胴體進入僵直狀態(tài)，肌肉纖維收縮，水從各個肌原纖維之間被擠出，肌肉纖維表面的鈣蛋白酶被激活，Intergrin被降解，細胞膜脫離纖維，形成滴水通道，然后，水會填補這些空隙，并很容易以水滴的形式流失[39]。然而，如果calpain介導的Intergrin降解發(fā)生在開始變硬之后，那么從纖維中擠出的水分就會被排出到周圍的結(jié)締組織中。由于結(jié)締組織本身具有固有的鎖水能力，液體更好地保留在組織中，最終滴水損失減少[40]。李華健等[41]研究表明宰后3、9、24 h肉品的汁液流失率與Intergrin的表達水平呈顯著負相關(guān)。隨著宰后豬肉中pH的降低，Intergrin的降解會增加汁液流失。由于Intergrin是跨膜蛋白，如圖1所示，Intergrin的降解會造成膜和黏附結(jié)構(gòu)被破壞，肌細胞/膜的相互作用減弱，形成汁液通道，增加汁液流失。Zhang等[42]報道，宰后24 h Intergrin的完整性與宰后24及120 h的滴水損失呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別是?0.3022和?0.2864。Intergrin的降解，尤其是Intergrin的β亞基的降解，削弱了細胞膜與細胞的黏附作用，導致水分更容易從細胞膜與細胞的縫隙中流失。在肌肉組織中，從細胞骨架到細胞外基質(zhì)的連續(xù)連接是由兩個特定的蛋白質(zhì)家族組成的，它們分別是肌營養(yǎng)不良蛋白/肌營養(yǎng)不良聚糖復合物和Intergrin。細胞膜通過兩種主要類型的粘附復合物附著在細胞體上，這兩種粘附復合物是含Intergrin的局灶性粘附和蛋白的營養(yǎng)不良蛋白/營養(yǎng)不良聚糖合物。Intergrin是負責細胞膜粘附在細胞骨架上的主要成分之一[5]。從以上研究可知，Intergrin的特殊位置對肉品的汁液流失影響較大，在形成汁液流失通道中有著重要的作用。

3 影響骨架蛋白降解的因素

3.1 鈣蛋白酶系統(tǒng)（calpain）

鈣蛋白酶啟動骨架蛋白的降解，在肉質(zhì)調(diào)控方面發(fā)揮著重要作用，圖1就顯示著鈣蛋白的降解作用。鈣蛋白酶主要位于肌肉纖維Z盤附近和肌質(zhì)網(wǎng)膜上，calpain蛋白分解系統(tǒng)至少包括4種成分。其中：微摩爾濃度的鈣離子可激活μ-calpain，也稱為calpain-1；calpain-2是只有毫摩爾濃度的鈣離子可激活，也稱m-calpain；calpain-3是骨骼肌中特有的酶，存在于帶皮的纖維和骨骼肌肌漿中，可被鈣離子激活；calpastatin，它是μ-calpain和m-calpain的抑制蛋白，是鈣激活蛋白酶的抑制因子，對調(diào)控calpain的活性有重要作用。屠宰后，肌肉肌漿內(nèi)鈣離子濃度升高，鈣蛋白酶發(fā)生自溶，μ-calpain和m-calpain都由80 kDa大亞基分別變成了76和78 kDa亞基，2種鈣蛋白酶的28 kDa的亞基降解為18 kDa的亞基。鈣蛋白酶自溶后則發(fā)揮活性，啟動了肌肉蛋白質(zhì)的降解。因此，調(diào)控鈣離子濃度對鈣蛋白酶的激活有重要的意義[43]。鈣蛋白破壞肌肉超微結(jié)構(gòu)、Z線弱化并消失，促進肌原纖維小片化，改善肌肉嫩度和持水性。Bee[44]等報道，高pH更容易激活μ-鈣蛋白酶的自溶，生成更多的76 kDa亞基，啟動細胞蛋白質(zhì)降解。鈣蛋白酶自溶后，降解蛋白質(zhì)，但鈣蛋白酶的活性位點含有組氨酸和半胱氨酸殘基，很容易受到自由基的攻擊而失活或活性降低[45]。

3.2 組織蛋白酶（lysosomal cathepsins）

組織蛋白酶是參與細胞內(nèi)蛋白質(zhì)分解代謝以及其他各種生理和病理過程的溶酶體肽酶[46]。組織蛋白酶存在于溶酶體中，溶酶體被破壞后釋放出組織蛋白酶參與蛋白的水解過程。與鈣蛋白酶相比，組織蛋白酶在宰后胴體pH下降后中發(fā)揮著重要的作用[47]。豐永紅等[48]研究發(fā)現(xiàn)，畜禽在宰后成熟過程中，組織蛋白酶的活性基本呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，組織蛋白酶B、L活性遠高于組織蛋白酶H活性。組織蛋白酶L活性較組織蛋白酶B活性更高，蛋白水解作用更大。Baron等[49]實驗發(fā)現(xiàn)，鈣蛋白酶會先破壞Desmin的結(jié)構(gòu)，組織蛋白酶會將產(chǎn)物降解為更小的肽類。顏龍杰等[50]研究凡納濱對蝦組織蛋白酶L對肌肉蛋白降解過程中發(fā)現(xiàn)，分子量大于60 kDa的蛋白均出現(xiàn)降解，其中肌球蛋白重鏈最先發(fā)生降解，并在180 min之內(nèi)基本降解完全?？梢娊M織蛋白酶在宰后成熟中降解肌原纖維發(fā)揮著重要的作用。研究表明，在應激過程中pH下降，可能促進溶酶體、線粒體和肌原纖維的膜通透性解體，使得組織蛋白酶快速釋放到肌原纖維中，促進肌肉降解[51]。這就解釋了組織蛋白酶存在于溶酶體中不能與肌原纖維快速接觸卻能夠被其降解的原因。

3.3 細胞凋亡酶（caspase）

細胞凋亡酶是半胱氨酸蛋白酶，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了14種，主要在細胞凋亡過程中發(fā)揮作用。宰后肌肉細胞主要是以凋亡的方式死亡且細胞凋亡酶3、6和7等參與細胞蛋白質(zhì)的降解，也參與宰后肉品成熟過程。有實驗證明，細胞凋亡酶3、7和9在宰后0和32 h的活性變化比率與肉的嫩度顯著相關(guān)[52]，而前文提到嫩度與肉品的持水性有相關(guān)性，從而細胞凋亡酶對持水性有一定的影響作用。將細胞凋亡酶3與肌原纖維蛋白進行體外孵育發(fā)現(xiàn)，肌鈣蛋白和Desmin等會出現(xiàn)降解。自然成熟條件下，加入caspase-3的專一性抑制劑可以抑制Desmin、伴肌動蛋白等的降解。隨著宰后時間的延長，caspase-3逐漸失活，并且活性變化與剪切力變化之間相關(guān)性不顯著[53]。賈青等[54]在牦牛肉中加入caspase-3抑制劑（Ac-DEVD-CHO）觀察肌原纖維降解，實驗發(fā)現(xiàn)宰后12 h后caspase-3抑制劑對牦牛肌原纖維降解抑制效果顯著。宰后120 h后肌原纖維出現(xiàn)不同程度降解，caspase-3抑制劑幾乎無抑制效果。而Tian等[20]人的研究發(fā)現(xiàn)，加入caspase-3抑制劑（Ac-DEVDCHO）處理組和對照組肉品相比，未見完整Plectin和降解Plectin的顯著差異，可以推測完整Plectin及其降解產(chǎn)物可能不是死后豬肉中caspase-3的底物。對于加入calpain抑制劑（MDL-28170）的處理組，含有抑制劑中有明顯高強度的完整的Plectin，而對照組中幾乎消失，說明Plectin的降解主要是由calpain降解的。由上所知，細胞凋亡酶能夠加速肌鈣蛋白和Desmin的降解，對Plectin無明顯降解作用。因此，細胞凋亡酶對蛋白降解底物具有選擇性和特異性。

3.4 蛋白質(zhì)亞硝基化

蛋白質(zhì)亞硝基化是指一氧化氮及其衍生物修飾蛋白質(zhì)中的半胱氨酸殘基生成亞硝基硫醇的過程。蛋白質(zhì)亞硝基化能夠降低骨架蛋白對鈣離子的敏感性以及抑制肌球蛋白ATP酶的活性[55]，主要通過調(diào)節(jié)細胞內(nèi)鈣離子濃度，鈣蛋白酶需要鈣離子的激活才能發(fā)揮水解活性，最終影響著蛋白的降解。李玉品[56]等人研究發(fā)現(xiàn)GSNO（一氧化氮供體亞硝基谷胱甘肽）修飾的肌原纖維蛋白改變了其對鈣蛋白酶的敏感性，提高了Desmin和肌聯(lián)蛋白降解程度（P<0.05），抑制了肌鈣蛋白的降解程度（P<0.05）。張朝陽[57]等用GSNO和一氧化氮合成酶抑制劑N-單甲基-L精氨酸乙酸酯（L-NAME）調(diào)控宰后成熟過程中牛肌肉細胞內(nèi)一氧化氮的含量，探究蛋白質(zhì)亞硝基化對牛肉品質(zhì)的影響。通過電鏡觀察肌纖維結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，在成熟第7 d，與對照組GSNO處理組相比，L-NAME處理組的肌纖維M線已不可辨認、Z線模糊不清、結(jié)構(gòu)完整度下降。這表明蛋白質(zhì)亞硝基化能夠提高牛肉中蛋白質(zhì)的氧化水平，減少肌纖維結(jié)構(gòu)的破壞。L-NAME處理降低了蛋白質(zhì)硝基化程度，可以降低牛肉的極限pH和持水力，提高牛肉嫩度和亮度值。

3.5 熱休克蛋白（HSPs）

熱休克蛋白是蛋白質(zhì)組裝與拆卸、蛋白質(zhì)折疊與展開以及受損蛋白的再折疊過程中必不可少的分子伴侶。它們在保護細胞和結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮重要作用，并具有抗凋亡活性[58]。HSP有5大類，分別為小分子量HSP家族（泛素、HSP10、αβ-crystallin、HSP27、HSP32、HSP27）、中等分子量HSP家族、HSP70家族、HSP90家族和HSP110家族，其中αβ-crystallin是sHSP家族中的重要成員，它保護細胞骨架蛋白免受各種應激因素的損傷、防止蛋白變性和使變性的蛋白恢復折疊，具有分子伴侶作用，HSP27也可參與細胞的增殖、分化及細胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導調(diào)節(jié)等。HSP27對ROS（Reactive oxygen species）有抑制作用，也可以表達為對骨架蛋白的保護作用，減少蛋白的降解[59]。Balan等[60]以低、中、高pH的牛肉研究sHSP對肌肉質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)宰后第1 d，與低pH牛肉相比，在中pH牛肉中觀察到更完整的sHSPs。此外，sHSP 20和27的降解與肌原纖維蛋白Desmin和肌鈣蛋白的降解之間存在高度顯著的相關(guān)性。孫金龍等[61]在研究HSP27對肌原纖維影響時發(fā)現(xiàn)HSP27能夠通過抑制caspase-3、caspase-9的活性來抑制肌原纖維小片化的發(fā)生和Desmin和肌鈣蛋白的降解。同時發(fā)現(xiàn)，Hsp27能夠抑制μ-鈣激活酶和Caspase-3對肌原纖維蛋白的降解，如圖1所示。

4 結(jié)論

持水性影響著肉品的加工特性、感官性質(zhì)和經(jīng)濟效益。肌肉纖維的結(jié)構(gòu)變化與肌肉的持水性密切相關(guān)，其中骨架蛋白的降解直接影響到肉品的持水性，本文主要探究了Dystrophin、Plectin、Desmin、Talin、Intergrin等近年來研究發(fā)現(xiàn)的主要骨架蛋白的作用機制及對肉品持水性的影響。鈣蛋白酶、組織蛋白酶、細胞凋亡酶、蛋白質(zhì)亞硝基化、熱休克蛋白等，這些因素形成了一個復雜系統(tǒng)共同影響著骨架蛋白的降解。

目前對于影響骨架蛋白降解的因素以及骨架蛋白與肉品持水性關(guān)系的研究還有待進一步研究確認，蛋白酶系統(tǒng)的交互作用對于肌肉持水性的影響仍舊是亟需探索的研究方向。通過調(diào)控宰后肉品的骨架蛋白降解，提高肉品的持水性，獲得優(yōu)良的肉產(chǎn)品，是肉品行業(yè)重要的研究方向。