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本研究利用酪蛋白与乳糖发生美拉德反应制备乳糖糖基化酪蛋白,用胰蛋白酶分别消化酪蛋白和乳糖糖基化酪蛋白得到酪蛋白消化物和乳糖糖基化酪蛋白消化物;同时,利用转谷氨酰胺酶催化酪蛋白与壳寡糖发生糖基化反应制备壳寡糖糖基化酪蛋白,用胰蛋白酶分别消化酪蛋白和壳寡糖糖基化酪蛋白得到酪蛋白消化物和壳寡糖糖基化酪蛋白消化物。本研究旨在剖析两种蛋白质糖基化修饰的位点,并评估两种糖基化酪蛋白消化物的免疫活性及其对小肠上皮细胞屏障功能的影响。为评估乳品加工中存在的潜在风险以及新型蛋白质配料的开发提供理论依据。主要研究结果如下:(1)两种糖基化修饰的精准糖基化位点乳糖糖基化酪蛋白消化物中乳糖含量为10.58?0.10 g/kg蛋白质;相比酪蛋白消化物,乳糖糖基化酪蛋白消化物有较低的赖氨酸、组氨酸、酪氨酸和缬氨酸。利用LC/MS-MS分析技术从乳糖糖基化酪蛋白消化物中共鉴定出5个糖肽,其糖基化位点均在赖氨酸残基,发生糖基化反应的蛋白质是Alpha-S1-casein、Beta-casein和Kappa-casein。壳寡糖糖基化酪蛋白消化物中氨基葡萄糖的导入量为5.7?0.1 g/kg蛋白质,且氨基酸含量与酪蛋白消化物基本相同。从壳寡糖糖基化酪蛋白消化物中共鉴定出3个糖肽,其糖基化位点主要在谷氨酰胺残基,发生糖基化反应的蛋白质是Alpha-S1-casein和Alpha-S2-casein。(2)两种糖基化酪蛋白消化物的体外免疫活性两种糖基化酪蛋白消化物均具有体外免疫活性。但是,与酪蛋白消化物相比,乳糖糖基化酪蛋白消化物降低Con A诱导的脾淋巴细胞刺激指数(5.1%-10.8%)、降低巨噬细胞吞噬指数(4.8%-6.5%)、降低NK细胞活性(8.2%-19.6%),以及减少脾淋巴细胞因子(IL-2和IFN-γ)和巨噬细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)的分泌;而壳寡糖糖基化酪蛋白消化物增加Con A诱导的脾淋巴细胞刺激指数(1.6%-3.9%)、增加巨噬细胞吞噬指数(4.6%-7.0%)、增加NK细胞活性(8.6%-17.3%),以及促进脾淋巴细胞因子和巨噬细胞因子的分泌。因此,酪蛋白的酶法精准糖基化修饰提高了其消化物的体外免疫活性,而酪蛋白的美拉德反应糖基化修饰降低了其消化物的体外免疫活性。(3)两种糖基化酪蛋白消化物的体内免疫活性两种糖基化酪蛋白消化物均具有体内免疫活性。在正常BALB/c小鼠中,与灌胃生理盐水的空白组小鼠相比,各消化物处理组小鼠的血清生化指标数值均提高,免疫器官重量指数、免疫球蛋白含量、脾淋巴细胞增殖及NK细胞活性等指标也明显升高(P<0.05)。然而,酪蛋白消化物比乳糖糖基化酪蛋白消化物显示出更高的活性,而壳寡糖糖基化酪蛋白消化物比酪蛋白消化物显示出更高的活性。在环磷酰胺致免疫低下小鼠中,与生理盐水处理的正常组小鼠相比,模型组小鼠的上述指标均明显降低(P<0.05)。各消化物灌胃小鼠后,均可明显减轻环磷酰胺导致小鼠上述各项指标的下降。然而,酪蛋白消化物比乳糖糖基化酪蛋白消化物有更好的免疫提升效率,而壳寡糖糖基化酪蛋白消化物比酪蛋白消化物有更好的免疫活性。(4)两种糖基化酪蛋白消化物对正常小肠上皮细胞屏障功能的影响两种糖基化酪蛋白消化物均可以改善小肠上皮细胞屏障功能。相比酪蛋白消化物,乳糖糖基化酪蛋白消化物提高IEC-6细胞跨膜电阻值更少;壳寡糖糖基化酪蛋白消化物提高IEC-6细胞跨膜电阻值更多。各消化物处理细胞48 h后,酪蛋白消化物处理组细胞FD-4转运率从100%降低到64.0%-78.2%;乳糖糖基化酪蛋白消化物处理组细胞FD-4转运率降低到72.1%-83.4%;壳寡糖糖基化酪蛋白消化物处理组细胞FD-4转运率降低到64.1%-72.4%。而且,酪蛋白的美拉德反应糖基化修饰降低了其消化物提高抗菌活性和减少细菌移位的作用,酪蛋白的酶法精准糖基化修饰增加了其消化物提高抗菌活性和减少细菌移位的作用。此外,乳糖糖基化酪蛋白消化物处理组比酪蛋白消化物处理组有更少的细胞紧密连接蛋白质(ZO-1、occludin和claudin-1)表达,而壳寡糖糖基化酪蛋白消化物处理组比酪蛋白消化物处理组有更多的细胞紧密连接蛋白质(ZO-1、occludin和claudin-1)表达。整体上,美拉德反应糖基化修饰对蛋白质提高小肠上皮细胞屏障功能有不良的作用。酶法精准糖基化修饰对蛋白质提高小肠上皮细胞屏障功能有有益作用。(5)两种糖基化酪蛋白消化物对受损的小肠上皮细胞屏障功能的保护作用以2.5 mmol/L丙烯酰胺构建IEC-6细胞损伤模型。两种糖基化酪蛋白消化物均对受损的IEC-6细胞有保护作用。与酪蛋白消化物相比,乳糖糖基化酪蛋白消化物提高IEC-6细胞跨膜电阻值更少,而壳寡糖糖基化酪蛋白消化物提高IEC-6细胞跨膜电阻值更多。细胞被各消化物处理48 h后,酪蛋白消化物、乳糖糖基化酪蛋白消化物和壳寡糖糖基化酪蛋白消化物分别可以使FD-4转运率降低到76.6%-88.1%、79.3%-90.4%和73.0%-84.7%。该结果说明壳寡糖糖基化酪蛋白消化物作用细胞可以更有效的降低细胞膜通透性,而乳糖糖基化酪蛋白消化物作用细胞降低细胞膜通透性的效率较低。此外,乳糖糖基化酪蛋白消化物处理组比酪蛋白消化物处理组有更少的细胞紧密连接蛋白质(ZO-1、occludin和claudin-1)表达,而壳寡糖糖基化酪蛋白消化物处理组比酪蛋白消化物处理组有更多的细胞紧密连接蛋白质(ZO-1、occludin和claudin-1)表达。因此,酪蛋白的美拉德反应糖基化修饰不利于其消化物保护受损小肠上皮细胞膜的完整性,而酪蛋白的酶法精准糖基化修饰有利于其消化物保护受损小肠上皮细胞膜的完整性。综上所述,酶法精准糖基化修饰对蛋白质的免疫活性和其改善小肠上皮细胞屏障功能有有益作用;美拉德反应糖基化修饰对蛋白质的免疫活性和其改善小肠上皮细胞屏障功能有不良作用。