本文關(guān)鍵詞：小麥及其近緣植物fast ω-醇溶蛋白基因的克隆及其對加工品質(zhì)和致敏性的影響

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【摘要】：小麥?zhǔn)侵匾募Z食作物,是居住在溫帶地區(qū)人們主要的食物來源。然而,小麥還是主要的食物過敏原之一,能夠誘發(fā)多種食物免疫反應(yīng)例如乳糜瀉(Celiac Disease)、面包師哮喘(Baker's asthma)、小麥依賴-運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的過敏反應(yīng)(Wheat dependent-exercise induced anaphyxis,WDEIA)等。其中,WDEIA被認(rèn)為是由小麥fastω-醇溶蛋白誘發(fā)的罕見卻又嚴(yán)重的過敏反應(yīng)。然而,目前對該蛋白質(zhì)的研究較少。本研究從小麥及其近緣植物中利用同源克隆技術(shù)得到了fastω-醇溶蛋白的編碼基因,并分析了它們的分子結(jié)構(gòu)、致敏性機(jī)制以及對面團(tuán)特性的影響,主要結(jié)果如下:1、在小麥及其近緣植物中,均存在fastω-醇溶蛋白的編碼基因,這些基因編碼的醇溶蛋白不同于已經(jīng)大量報(bào)道過的ω-醇溶蛋白,它們的N端前三個(gè)氨基酸為SRL、TRQ、GRL、SRP、NRL或者SRM,同時(shí),這些蛋白質(zhì)的分子量大多小于已經(jīng)報(bào)道過的ω-醇溶蛋白。這類儲藏蛋白在分子結(jié)構(gòu)上包括信號肽,N端,重復(fù)區(qū)和C端,其重復(fù)區(qū)的大小決定了蛋白質(zhì)的大小。通過分析比較其蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)在這些蛋白質(zhì)中存在大量的Ig E-binding抗原決定簇,可能能夠誘發(fā)小麥依賴-運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的過敏反應(yīng)。其中含量最高的Ig E-binding抗原決定簇序列為QQFPQQQ。2、利用原核表達(dá)以及蛋白質(zhì)純化,分別獲得純化的小麥的四類醇溶蛋白,即α-醇溶蛋白,γ-醇溶蛋白,slowω-醇溶蛋白和fastω-醇溶蛋白。將這四類醇溶蛋白分別以50mg,100mg和150mg的量摻入面粉中,利用揉混儀和質(zhì)構(gòu)儀分析它們對面團(tuán)特性的影響。結(jié)果表明,100mg和150mgα-醇溶蛋白和50mg,100mg和150mgγ-醇溶蛋白能夠?qū)γ鎴F(tuán)特性起到顯著的影響,而兩種ω-醇溶蛋白對面團(tuán)特性的影響均較小。3、醇溶蛋白對小鼠進(jìn)行腹腔注射分析其致敏性差異,結(jié)果表明,α-醇溶蛋白,γ-醇溶蛋白,slowω-醇溶蛋白和fastω-醇溶蛋白對小鼠的致敏后都能夠產(chǎn)生高水平的Ig E,且Ig E濃度沒有差異,說明這些蛋白質(zhì)的致敏能力沒有顯著差異,而通過交互反應(yīng)則發(fā)現(xiàn),α-醇溶蛋白,γ-醇溶蛋白,slowω-醇溶蛋白同fastω-醇溶蛋白的特異性血清均能產(chǎn)生高水平的Ig E,而fastω-醇溶蛋白與α-醇溶蛋白,γ-醇溶蛋白,slowω-醇溶蛋白的特異性血清則無法產(chǎn)生高水平的Ig E,推測fastω-醇溶蛋白之所以被認(rèn)為是主要的過敏原可能是由于在激發(fā)過敏的階段,檢測到的Ig E主要是fastω-醇溶蛋白特異性的Ig E造成的。4、進(jìn)化分析結(jié)果表明,fastω-醇溶蛋白和slowω-醇溶蛋白分別處于兩個(gè)不同的分支,它們的分歧時(shí)間為21.64 MYA,說明這兩類ω-醇溶蛋白有著不同的進(jìn)化路線。中性進(jìn)化分析以及堿基同義替換/堿基非同義替換分析表明,fastω-醇溶蛋白基因的進(jìn)化符合中性進(jìn)化理論,同時(shí)有著純化選擇的趨勢。
【關(guān)鍵詞】：小麥 近緣植物 fastω-醇溶蛋白 IgE-binding抗原決定簇 小麥依賴-運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的過敏反應(yīng) 加工品質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S512.1
【目錄】：

• 符號說明5-8
• 中文摘要8-9
• Abstract9-11
• 1 前言11-25
• 1.1 乳糜瀉11-18
• 1.1.1 誘發(fā)乳糜瀉的因素12
• 1.1.2 乳糜瀉的預(yù)防措施12-18
• 1.2 小麥依賴-運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的過敏反應(yīng)18-21
• 1.2.1 食物過敏的發(fā)病機(jī)制19-21
• 1.3 小麥及其近緣植物醇溶蛋白的研究進(jìn)展21-25
• 1.3.1 小麥及其近緣植物醇溶蛋白的分類21-22
• 1.3.2 醇溶蛋白基因染色體定位22-23
• 1.3.3 醇溶蛋白氨基酸序列結(jié)構(gòu)23-24
• 1.3.4 醇溶蛋白與面粉品質(zhì)的關(guān)系24-25
• 2 材料與方法25-38
• 2.1 試驗(yàn)材料25-38
• 2.1.1 植物材料25-26
• 2.1.2 動(dòng)物材料26
• 2.1.3 試驗(yàn)所用試劑盒、載體、酶及菌株26
• 2.1.4 試劑配制26-29
• 2.1.5 小麥及其近緣植物籽�？俁NA提取及反轉(zhuǎn)錄29-30
• 2.1.6 小麥及其近緣植物fast ω-醇溶蛋白編碼基因克隆30-32
• 2.1.7 序列分析32
• 2.1.8 半定量PCR32-33
• 2.1.9 原核表達(dá)載體構(gòu)建33-37
• 2.1.10 抗原制備37
• 2.1.11 小鼠免疫37
• 2.1.12 質(zhì)構(gòu)儀測定面團(tuán)延展性37-38
• 3 結(jié)果分析38-57
• 3.1 小麥及其近緣植物醇溶蛋白A-PAGE分析38-39
• 3.2 1BL/1RS易位系和非 1BL/1RS易位系小麥fast ω-醇溶蛋白編碼基因的表達(dá)39-40
• 3.3 小麥及其近緣植物fast ω-醇溶蛋白編碼基因擴(kuò)增40-41
• 3.4 小麥及其近緣植物fast ω-醇溶蛋白編碼基因序列分析41-47
• 3.5 IgE-binding抗原表位的數(shù)目分析47-49
• 3.6 進(jìn)化分析49-51
• 3.6.1 Fast ω-醇溶蛋白同義替換/非同義替換分析49
• 3.6.2 Tajima′s D分析49-50
• 3.6.3 系統(tǒng)發(fā)育樹及分歧時(shí)間分析50-51
• 3.7 原核表達(dá)及蛋白純化51-52
• 3.8 不同醇溶蛋白組分對面團(tuán)特性的影響52-55
• 3.9 ELISA分析血清總IgE含量55-57
• 4 討論57-60
• 4.1 小麥及其近緣植物中fast ω-醇溶蛋白編碼基因的變異及多態(tài)性57-58
• 4.2 小麥及其近緣植物中儲藏蛋白的起源與進(jìn)化58
• 4.3 醇溶蛋白對面粉加工品質(zhì)的影響58-60
• 4.4 Fast ω-醇溶蛋白誘發(fā)速發(fā)性過敏反應(yīng)的分子機(jī)制60
• 5 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-78
• 附錄78-83
• 致謝83-84
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表文84

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：721060