小麥的加工品質(zhì)與小麥中各種蛋白質(zhì)的含量和組成密切相關(guān)。高分子量谷蛋白(HMW-GS)、低分子量谷蛋白(LMW-GS)和醇溶蛋白交聯(lián)形成三維面筋網(wǎng)絡(luò)骨架,直接決定小麥的加工品質(zhì)。闡明面筋蛋白的交聯(lián)機理對于改善小麥的加工品質(zhì)具有重要意義。2001年,Tilley等人[30]提出了谷蛋白酪氨酸交聯(lián)理論,挑戰(zhàn)了谷蛋白二硫鍵交聯(lián)的經(jīng)典假說。結(jié)果表明,酪氨酸交聯(lián)的形成是由過氧化物酶或具有過氧化物酶性質(zhì)的酶催化的。本研究從小麥種子中分離純化了一種小麥過氧化物酶,并對其理化性質(zhì)和光譜特性進行了研究。利用生物質(zhì)譜技術(shù)(MALDI-TOF)對WsPOD肽的指紋圖譜進行了初步研究。酪氨酸催化實驗表明WsPOD具有酪氨酸交聯(lián)活性;WsPOD的微觀混合實驗表明,WsPOD能改善面團的流變特性。本研究旨在闡明面筋蛋白酪氨酸交聯(lián)的催化機理,支持和完善面筋交聯(lián)的新理論,從而建立小麥品質(zhì)改良的新策略,為食品工業(yè)中廣泛使用的化學添加劑尋找安全的替代品。
1.wspod的分離純化。關(guān)于過氧化物酶的分離純化已有不少報道,但小麥中過氧化物酶的分離純化報道較少,國內(nèi)尚未見報道。本試驗建立了一種高效、簡便的小麥種子過氧化物酶WsPOD分離方法。通過乙酸沉淀、硫酸銨分級沉淀、FPLC源30S離子交換柱層析和FPLC super dex G-75凝膠過濾柱層析,從小麥種子中分離出電泳純的WsPOD。SDS-PAGE結(jié)果顯示單一條帶;SDS-PAGE顯示表觀分子量約為36KD。
2.wspod的理化性質(zhì)。以愈創(chuàng)木酚為底物,獲得了WsPOD催化反應(yīng)的pH值、過氧化氫濃度、溫度和熱穩(wěn)定性。測定了光譜特性和其他物理化學性質(zhì)。結(jié)果表明,WsPOD催化反應(yīng)的最適pH值約為5.0,最適反應(yīng)溫度為40,最適過氧化氫濃度為14 mmol/L,紫外-可見光譜掃描顯示該酶為一種含血紅素輔助基團的酸性蛋白,在399nm處有典型的Soret吸收帶。熱穩(wěn)定性實驗表明WsPOD具有良好的耐熱性。
3.WsPOD肽指紋圖譜。使用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜(MALDI-TOF MS)對分離的WsPOD進行肽指紋,發(fā)現(xiàn)只有一個結(jié)果與現(xiàn)有蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中WsPOD的肽指紋相匹配。獲得的數(shù)據(jù)表明WsPOD是一種胚乳特異表達的過氧化物酶,保守性表明該酶有兩個保守區(qū)域,即過氧化物酶催化活性位點和血紅素輔助近端結(jié)合位點。從WsPOD的肽質(zhì)量指紋數(shù)據(jù)中獲得的序列信息為WsPOD的cDNA克隆奠定了良好的基礎(chǔ)。
4.WSPOD酪氨酸交聯(lián)活性的測定。WsPOD催化單體酪氨酸反應(yīng)的產(chǎn)物用UV-1100紫外-可見分光光度計掃描,并用HPLC-ESI/MS,結(jié)果表明WsPOD能催化單體酪氨酸形成二聚體酪氨酸,具有酪氨酸交聯(lián)活性。
5.wspod微量摻雜實驗。以洛陽8716為參考基粉,按照國家標準GB/T 14614-93,采用50 g制粉進行微配粉試驗。結(jié)果表明,WsPOD能延長面團形成時間和穩(wěn)定時間,改善面粉品質(zhì)指標,使面團更有粘性、彈性和耐揉性。
6.雙酪氨酸標準品的化學合成。根據(jù)Michael Tilley等人的方法,通過化學合成得到二元酪氨酸混合物,用HPLC-C 18顯示相柱分離純化出純的二元酪氨酸,為后續(xù)實驗提供了內(nèi)標。