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卵黄高磷蛋白的纯化及其对RAW264.7生长形态的影响

2012-09-05吕瑜峰王亮张佳慧帖航孙佩佩吴子健

食品研究与开发 2012年12期
关键词:层析蛋黄摩尔

吕瑜峰,王亮,张佳慧,帖航,孙佩佩,吴子健

(天津商业大学生物技术与食品科学学院,天津市食品生物技术重点实验室,天津 300134)

卵黄高磷蛋白(phosvitin,PVS)是蛋黄中主要的磷蛋白,约占蛋黄蛋白质的 7%[1],有 α-PVS(37、42 、45 Ku)和 β-PVS(45 Ku)两种,其中 β-PVS 含量较 α-PVS多[2]。PVS具有独特的物化特性,其分子中磷的含量约10%,是已知蛋白质中磷酸化程度最高的,主要原因在于其分子中约50%的氨基酸残基是丝氨酸残基,且90%丝氨酸残基被磷酸化[3]。正是由于其高度磷酸化性质,使其具有很强的乳化性、抗氧化性、杀菌性以及金属离子螯合力(蛋黄中所含的约95%的铁离子与其结合)[4]。

目前PVS的分离纯化大致可分为两步,先是从蛋黄中分离出PVS粗品,然后采用层析技术进一步纯化。然而,现有的方法常使用非食品级的有机溶剂来实现PVS与脂质的分离,会改变PVS结构,且不适合在食品工业上的应用[1-7]。Castellani等采用 Mg2+来沉淀 PVS,虽然未用有机溶剂,但提取过程过于繁琐且耗时[8]。近来,Ko等[9]利用乙醇和钠盐建立了一种可以大规模提取PVS的方法,其回收率可达到97%,但所得产品纯度不高。本文旨在采用阴离子交换层析提高PVS产品的纯度并进一步研究其对RAW264.7细胞生长的影响。

1 材料与方法

1.1 材料及试剂

鸡蛋:市售;1-氨基-2萘酚-4-磺酸:沃凯;Coomassie R250:sigma;SDS-PAGE标准品:Fermentas;Q SepharoseTMFastFlow强阴离子交换树脂:GEHealthcare;小鼠巨噬细胞RAW264.7:中科院上海细胞库;胎牛血清:GBICO;DMEM培养基:Hyclone;其它试剂为国产分析纯。

1.2 主要仪器与设备

UDK-159全自动凯氏定氮仪:意大利VELP公司;WFZ800-D3B紫外可见光分光光度计:北京瑞利;CXG-1电脑恒温层析柜:上海沪西;PowerPacTMUniversal电泳仪电源:美国BIO-RAD;3-18K离心机:德国sigma;NIKON eclipse TS100—F倒置成像显微镜:日本;Heraeus HERAcell 240i二氧化碳培养箱:美国。

1.3 方法

1.3.1 PVS的分离

PVS制备采用Ko的方法[9],略改进,具体如下:鲜蛋黄100 g加2倍体积水于4℃下搅拌30 min,然后离心30 min(4 000 g、4℃);所得沉淀加入4倍体积85%的乙醇后均质2 min(3 000 r/min),再离心10 min(4 000 g、4℃),重复此脱脂过程3次;所得脱脂沉淀用9倍体积10%的NaCl溶液浸提,并调pH至4.0,于 4 ℃下搅拌 30 min后离心30 min(4 000 g、4℃),上清再经透析、冻干即得PVS粗品(PVi)。

1.3.2 PVS的纯化

Q Sepharose FF(QSFF)离子交换层析(φ1.0 cm×10 cm,填充高度8 cm)纯化PVS。平衡缓冲液为NaAc/HAc(20 mmol/L、pH 5.0、0.3 mol/L NaCl),样品溶于平衡缓冲液中,上样体积3 mL(10 mg/mL),采用0.4 mol/L~0.6 mol/L NaCl的浓度梯度进行分步洗脱,流速1 mL/min。

1.3.3 氮、磷含量的测定

凯氏定氮法测定氮含量和蛋白质含量;磷含量测定采用钼蓝法[10-11]。

1.3.4 SDS-PAGE电泳[9]

1.3.5 PVS回收率和纯度测定

按Ko的方法测定PVS的回收率[9],纯度采用N/P摩尔比来衡量,其值越小表明纯度越高[12]。

1.3.6 PVS对RAW246.7细胞的影响

RAW264.7按ATCC方法培养[13]。取对数期细胞接种于96孔培养板,加入终浓度为10、100、800 μg/mL的PVS,对照组为卵清白蛋白(OVA)或牛血清白蛋白(BSA)。培养24 h,于倒置显微镜下观察细胞形态(200×)。

2 结果与分析

2.1 纯化PVS的结果

QSFF离子交换层析分离纯化PVi,其中用0.3、0.5、0.6 mol/L NaCl溶液洗脱时分别得到3个组分(即A、B和C组分),层析图谱为图1,而0.4 mol/L NaCl洗脱时,流出液无紫外吸收变化(数据未显示)。A组分为穿透峰,其蛋白质N/P摩尔比8.2(表1),经电泳检测(图2)该组分含分子量较高的HDL和分子量较低的蛋白,且低分子量蛋白组分中含有α1-PVS;图1还显示B组分为主要的蛋白组分;组分C相对含量很少;合并组分B和C并经电泳检测(图2)表明其含有β-PVS、α1-PVS 和 α2-PVS 3 种 PVS,几乎没有杂蛋白,即得到纯化的 PVS(PVp)。

表1 PVS蛋白质检测结果比较Table1 ComparingmeasurementresultsofobtainedPVStoKo′s

检测得到的PVS的蛋白质含量及其N/P比以及本工艺的蛋白回收率,并与Ko等的方法得到的结果(PVSKo)进行比较。比较结果由表1可知,PVi产品回收率与PVSKo相近,但蛋白质含量却远低于PVSKo。PVi其N/P摩尔比为4.40,约为sigma标准品N/P(2.49)的1.8倍;但经纯化后,PVp的N/P摩尔比为2.78,回收率57.60%,蛋白质含量也大幅提高(85.66%)。再同其他国内外学者的分离提取该蛋白的结果相比较:张小伟[14]等采用PEG来提取PVS后经QSFF纯化,回收率仅为47%;而Castellani采用DEAE离子交换柱仅回收了42.5%的PVS,尽管纯度很高(98%);Bo Lei等将蛋黄做简单处理后直接利用离子交换层析提取PVS,其产物的N/P摩尔比为2.44,但回收率仅为35.4%[15]。因此本工艺兼顾了PVS的纯度和回收率(表1)。

2.2 PVS对RAW246.7细胞的影响

单核/巨噬细胞遍布于机体并在第一时间识别外源性物质,即能发挥先天免疫作用,也是连接先天免疫防御和获得性免疫应答的重要枢纽[16]。RAW264.7是源于小鼠的巨噬细胞系,在无抗原刺激的静息状态下呈体积较小的类圆形;但当受到外源刺激时,其体积会变大,伸出大量伪足,伴有炎症反应,见图3。

图3表明,随着BSA和OVA浓度的增加,RAW264.7细胞的形态发生剧烈变化,几乎所有的细胞被活化;但是,PVS组即便是在800 μg/mL的高浓度下,绝大多数细胞的形态仍处于静息状态。形学观察表明,PVS可维持RAW264.7细胞处于静息状态,不会引起细胞向炎症巨噬细胞形态的转变。

3 结论

1)QSFF阴离子交换层析纯化PVS的条件:平衡缓冲液为 NaAc/HAc(20 mmol/L、pH 5.0 、0.3 mol/L NaCl)、0.3 mol/L~0.6 mol/L NaCl不连续分步洗脱;终产品(PVp)N/P摩尔比为 2.78,回收率 57.6%,蛋白质含量85.66%。

2)在考察剂量范围内,PVS未引起RAW264.7细胞的细胞培养形态向炎症巨噬细胞形态的转变。

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