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水生動(dòng)物原肌球蛋白致敏原研究進(jìn)展

2021-07-24 14:34陳紅兵謝彥海華?,|
關(guān)鍵詞:肌球蛋白表位對蝦

陳紅兵, 胡 昕, 謝彥海, 華?,|

(1.食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌大學(xué),江西 南昌330047;2.南昌大學(xué) 中德聯(lián)合研究院,江西 南昌330047;3.南昌大學(xué) 食品學(xué)院,江西 南昌330047;4.南昌大學(xué) 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)中心,江西 南昌330006)

食物過敏已被世界衛(wèi)生組織(WHO)列為21世紀(jì)重要的健康問題之一[1]。食物過敏影響呼吸系統(tǒng)、胃腸道消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等,其癥狀主要表現(xiàn)為水腫、蕁麻疹、腹瀉、過敏性哮喘等,嚴(yán)重時(shí)可危及生命[2]。

八大類過敏食物中包含甲殼類動(dòng)物和魚類[3]。2018年中國水產(chǎn)品總產(chǎn)量為6 457.7萬噸,每年人均水產(chǎn)品消費(fèi)量為11.7 kg[4]。隨著水產(chǎn)品在我國的消費(fèi)量持續(xù)增加,其引起的食物過敏病例也逐漸增多,尤其是在沿海地區(qū)。與雞蛋、牛奶過敏不同,水產(chǎn)品過敏通常是伴隨終生的,將對人類健康產(chǎn)生巨大威脅[5]。因此,水產(chǎn)品引起的食物過敏值得高度重視。

致敏原是指可以誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生IgE,引起I型超敏反應(yīng)的抗原[6]。原肌球蛋白(tropomyosin,TM)是一種重要的食物致敏原,廣泛存在于甲殼類、貝類等水產(chǎn)品中。本文中將常見水生動(dòng)物原肌球蛋白的性質(zhì)、表位和免疫交叉反應(yīng)、致敏性及其消減的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)。

1 原肌球蛋白

原肌球蛋白是一種耐熱的酸性糖蛋白,相對分子質(zhì)量為3.6×104~4.0×104[7]。TM主要存在于肌肉中,與肌動(dòng)蛋白結(jié)合形成復(fù)合物調(diào)節(jié)肌肉收縮。在非肌肉中,TM主要功能是維持細(xì)胞骨架的完整性[8]。每個(gè)TM分子有7個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn),可結(jié)合7個(gè)肌動(dòng)蛋白[9]。TM二級(jí)結(jié)構(gòu)是由2個(gè)α螺旋多肽鏈相互纏繞形成的超螺旋結(jié)構(gòu),α螺旋占比大于80%,剩余為β螺旋、無規(guī)則卷曲等,沒有復(fù)雜的三、四級(jí)空間結(jié)構(gòu)[10]。TM結(jié)構(gòu)保守,其中大部分保守的氨基酸序列位于N末端和C末端[11]。

原肌球蛋白是多種無脊椎動(dòng)物中的一種泛致敏原,是軟體動(dòng)物和甲殼類動(dòng)物的主要過敏原,同時(shí)也是一些其他無脊椎動(dòng)物(屋塵螨等)的次要過敏原[12]。世界衛(wèi)生組織與國際免疫聯(lián)合會(huì)(IUIS)下屬的過敏原國際命名委員會(huì)對已確認(rèn)的TM致敏原進(jìn)行了登記收錄(見表1)。

表1 官方認(rèn)可的致敏原原肌球蛋白[13]Table 1 Officially recognized tropomyosin allergens[13]

續(xù)表1

1.1 魚類原肌球蛋白

脊椎動(dòng)物TM與無脊椎動(dòng)物TM同源性約為55%,與無脊椎動(dòng)物TM相比,脊椎動(dòng)物TM結(jié)構(gòu)更加靈活多變[14]。一般認(rèn)為脊椎動(dòng)物TM沒有致敏性,然而近年來發(fā)現(xiàn)少數(shù)魚類TM具有致敏性[15]。魚類中的主要致敏原是小清蛋白,Liu等[16]的研究表明原肌球蛋白(Ore m 4)是莫桑比克羅非魚(Oreochromis mossambicus)的致敏原[4],同時(shí)也是TM作為脊椎動(dòng)物致敏原的較早報(bào)道。該TM與人原肌球蛋白亞型5同源性為87.7%,引起的過敏反應(yīng)與自身免疫十分相似。另外,研究者在帶魚(Trichiurus lepturus)[17]、鯉魚[18]中發(fā)現(xiàn)有相對分子質(zhì)量與TM相似且具有致敏性的蛋白質(zhì)。張晶宇[19]發(fā)現(xiàn)牙鲆魚(Paralichthys olivaceus)原肌球蛋白alpha-1、大黃魚(Larimichthys crocea)原肌球蛋白alpha-1和alpha-4與已知致敏原莫桑比克羅非魚Ore m 4的相似性分別為97.9%、82.0%、89.0%,推測這3種蛋白質(zhì)可能具有潛在的致敏性。如今相關(guān)研究領(lǐng)域已對魚類TM的致敏性有越來越多的研究。

1.2 甲殼類動(dòng)物原肌球蛋白

蝦和蟹是人類食用的主要甲殼類動(dòng)物,其中蝦的TM約占蝦肌肉的5%~7%[20]。TM是甲殼類動(dòng)物中主要致敏原,該致敏原最早在1981年被報(bào)道[21]。60%~80%甲殼類動(dòng)物過敏患者對原肌球蛋白IgE反應(yīng)為陽性[22]。在甲殼類動(dòng)物肌肉中發(fā)現(xiàn)了TM 2種亞型:快型和慢型。雖然這2種亞型之間結(jié)構(gòu)相似,但是某些特定氨基酸序列具有差異[23]。目前,多種甲殼類動(dòng)物的TM已被純化和鑒定[24-29]。TM可存在于螃蟹、蝦的加工環(huán)境中,與職業(yè)性過敏有關(guān)[30]。

1.3 軟體動(dòng)物原肌球蛋白

相比于甲殼類動(dòng)物,軟體動(dòng)物的TM研究較少。目前,WHO公認(rèn)的軟體動(dòng)物的致敏原有6種(Cra g 1、Hal l 1、Hel as 1、Sac g 1、Tod p 1、Hal m 1),其中前5種為TM。Miyazawa等[31]于1996年已報(bào)道TM是魷魚(Todarodes pacificus)的主要致敏原。黃榕芳[32]克隆了櫛孔扇貝(Azumapecten farreri)TM的cDNA序列,得到等電點(diǎn)為4.46的原肌球蛋白。呂良濤[33]對菲律賓蛤仔(Ruditapes philippinarum)TM進(jìn)行分離純化以及分子克隆,結(jié)果表明菲律賓蛤仔TM相對分子質(zhì)量約為3.7×104,等電點(diǎn)5.1。與甲殼類動(dòng)物TM類似,軟體動(dòng)物TM也存在職業(yè)性過敏風(fēng)險(xiǎn)。如有一名廚師加工和烹飪魷魚后出現(xiàn)過敏癥狀并被確診為過敏[34]。

2 原肌球蛋白表位和免疫交叉反應(yīng)研究

2.1 原肌球蛋白抗原表位

表位(epitope)又稱為抗原決定簇,是指抗原分子中可誘導(dǎo)免疫反應(yīng)的數(shù)個(gè)氨基酸組成的序列和空間結(jié)構(gòu)[7]。按照空間結(jié)構(gòu),表位可分為線性表位與構(gòu)象表位。線性表位與食物過敏關(guān)系密切[35],對于TM表位的研究以線性表位為主。致敏原表位區(qū)域比非表位區(qū)域更加穩(wěn)定[36]。TM被胃腸消化后,其表位結(jié)構(gòu)會(huì)在消化過程中發(fā)生改變。消化過程中,酶可能破壞或改變TM部分表位,也可暴露更多隱藏在內(nèi)部的線性表位[37]。TM表位的研究對免疫交叉反應(yīng)、致敏性評(píng)價(jià)與消減、臨床診斷等均有重要作用。

2.1.1 原肌球蛋白表位研究方法 研究致敏原表位的實(shí)驗(yàn)方法包括重疊肽庫技術(shù)、噬菌體展示技術(shù)、質(zhì)譜、蛋白質(zhì)芯片、表面等離子共振技術(shù)等[38],此外還可使用生物信息學(xué)方法進(jìn)行表位預(yù)測。常見的表位預(yù)測軟件包括DNAStar Protean System、AntheProt software、BepiPred 2.0 Server、SOPMA等,再結(jié)合抑制性斑點(diǎn)印跡、酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(ELISA)、嗜堿性粒細(xì)胞脫顆粒實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行鑒定[39-40]。另外,高通量測序與基因編輯技術(shù)也逐漸在表位研究中得到運(yùn)用[41]。

2.1.2 甲殼類動(dòng)物原肌球蛋白表位定位與鑒別已有不少學(xué)者對甲殼類動(dòng)物TM表位進(jìn)行定位與鑒別。如Ayuso[42]使用重疊肽庫鑒定出褐對蝦的5個(gè)線性表位。Zheng[43]利用DNAStar Protean系統(tǒng)、癌癥疫苗中心(CVC)的生物信息學(xué)預(yù)測抗原肽(BPAP)系統(tǒng)和BepiPred 1.0 Server預(yù)測斑節(jié)對蝦Pen m 1表位,得到10個(gè)預(yù)測表位并鑒定出其中8個(gè)為主要表位,酪氨酸、谷氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、絲氨酸在表位中比例較高。韓建勛[44]研究發(fā)現(xiàn),凡納濱對蝦TM中Peptide 1、Peptide 3、Peptide 6和Peptide 9是關(guān)鍵性表位。南美白對蝦Lit v 1已預(yù)測出10個(gè)線性表位,其中8個(gè)通過間接競爭ELISA得到驗(yàn)證。Peptide 2(28—41)則未見報(bào)道,或?yàn)槟厦腊讓ξrTM的特異性表位[45]。楊煌[46]預(yù)測出擬穴青蟹(Scyllaparamamosain)TM的8個(gè)T細(xì)胞表位,其表位分布范圍廣,患者幾乎都可識(shí)別。王學(xué)麗[47]用南美白對蝦TM的抗消化表位合成肽灌胃Balb/c小鼠,其中3個(gè)抗原表位肽(111—125、137—141、50—66)引起小鼠特異性IgE抗體和組胺水平上升,證明TM經(jīng)過消化后部分表位仍具有免疫活性,這3個(gè)表位或是蝦過敏的關(guān)鍵性表位。華?,|等[48]預(yù)測到日本沼蝦10個(gè)B細(xì)胞線性表位與5個(gè)T細(xì)胞表位,與已確定的TM表位有重疊部分。Zhang等[40]采用DNAStar Protean System、AntheProt software、BepiPred 2.0 Server 3個(gè)軟件預(yù)測秀麗白蝦TM表位,并使用抑制性斑點(diǎn)印跡和重疊肽庫鑒定出5個(gè)線 性 表 位:Epitope 1 (43—59)、Epitope 2(85—105)、Epitope 3(131—164)、Epitope 4(187—201)、Epitope 5(243—280),同時(shí)對胃腸道消化物進(jìn)行表位預(yù)測,33個(gè)消化后的肽段中有26個(gè)呈IgE陽性。

2.1.3 軟體動(dòng)物原肌球蛋白表位定位與鑒別 與蝦TM相比,對軟體動(dòng)物TM的表位研究相對較少。牡蠣Cra g 1表位已明確包含AA92—105(IQLLEEDMERSEER)[49]。Ishikawa[50]鑒 定 了 章 魚Oct v 1表位為AA77—112、AA148—160、AA269—281,表位AA77—112與牡蠣Cra g 1表位AA92—105有相同的序列。黃蓉芳[32]研究了18種軟體動(dòng)物TM的序列一致性,發(fā)現(xiàn)氨基酸序列保守區(qū)域?yàn)椋篈A120—125、AA164—178、AA214—228、AA251—261,其中AA251—261與Pen a 1表位有重合部分,或可導(dǎo)致交叉反應(yīng)。呂良濤[51]在排除人、豬TM和菲律賓蛤仔TM相同的表位后,預(yù)測確定了菲律賓蛤仔TM的4個(gè)線性表位:Peptide 2,Peptide 6,Peptide 9和Peptide 10。

2.2 原肌球蛋白免疫交叉反應(yīng)

交叉反應(yīng)是一種致敏原誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生的sIgE與另一種相似致敏原結(jié)合誘發(fā)產(chǎn)生的過敏反應(yīng)[52]。交叉反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)是抗原表位[53]。不同致敏原有相同或相似的表位易產(chǎn)生交叉反應(yīng)。國際食品法典委員會(huì)(CAC)對交叉反應(yīng)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂:蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)目超過80,當(dāng)氨基酸同源性大于35%或者含有相同的8個(gè)連續(xù)氨基酸,該蛋白質(zhì)可能存在交叉反應(yīng)性[54]。致敏原氨基酸序列同源性高,可能導(dǎo)致其三維結(jié)構(gòu)具有同源性[55]。同源性高并不能證明一定產(chǎn)生免疫交叉反應(yīng),需要結(jié)合血清學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,但是血清學(xué)交叉反應(yīng)與臨床反應(yīng)不一定完全相關(guān)[56]。

2.2.1 水產(chǎn)品TM之間免疫交叉反應(yīng) TM結(jié)構(gòu)保守,多種TM具有共同的IgE表位,因此TM交叉反應(yīng)廣泛存在。無脊椎動(dòng)物TM之間的交叉反應(yīng)已得到證實(shí)[57],并且無脊椎動(dòng)物致敏原中TM交叉反應(yīng)最強(qiáng)。

過去,脊椎動(dòng)物的TM基本被認(rèn)為無致敏性。但是,近年來研究表明某些魚類和貝類中的TM也可能存在潛在的交叉反應(yīng)[58]。李荔等[59]克隆純化的斑馬魚TM對魚蝦蟹過敏患者血清具有良好的免疫活性。2018年報(bào)道了一位蝦過敏患者在攝取一定量的魚后出現(xiàn)過敏反應(yīng),特異性IgE(ImmunoCAP ISAC)實(shí)驗(yàn)中檢測了112種致敏原組分,魚小清蛋白無陽性反應(yīng),對TM(Pen m 1、Der p 10、Ani s 3、Bla g 7)呈陽性。該患者血清與相對分子質(zhì)量3.6×104條帶對應(yīng)物質(zhì)呈IgE陽性反應(yīng),免疫印跡結(jié)果表明該條帶為TM,證明鱈魚TM可與蝦TM發(fā)生交叉反應(yīng)[60]。

甲殼類動(dòng)物之間TM同源性可達(dá)98%以上。Zheng等[43]比較了14種甲殼類動(dòng)物TM氨基酸序列,發(fā)現(xiàn)凡納濱對蝦、斑節(jié)對蝦、褐美對蝦TM表位序列基本一致,且14種TM潛在表位也具有高度相似性,或可以進(jìn)一步解釋交叉反應(yīng)的發(fā)生。Abramovitch[26]通過免疫印跡與ELISA發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)海梭子蟹與斑節(jié)對蝦的TM有交叉反應(yīng)性。周瑾茹[45]研究表明21種蝦、蟹的TM同源性均大于80%,具有潛在交叉反應(yīng)性。

與甲殼類動(dòng)物TM相比,軟體動(dòng)物之間的TM同源性相對較低。Leung對TM進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育分析,TM主要分為兩大類:節(jié)肢動(dòng)物TM與軟體動(dòng)物TM。這兩類平均同源性分別為91.7%和77.2%。與甲殼類動(dòng)物TM相比,軟體動(dòng)物TM的同源性低很多(56%~68%),表明軟體動(dòng)物TM更加多樣化,致敏能力或有不同。TM不是唯一引起甲殼類動(dòng)物與軟體動(dòng)物免疫交叉反應(yīng)的致敏原[61]。已知甲殼類動(dòng)物TM的97個(gè)IgE表位中,軟體動(dòng)物TM中含有26個(gè),其中雙殼綱動(dòng)物TM共有表位更少,特異性更強(qiáng)[52]。因此,甲殼類動(dòng)物與軟體動(dòng)物TM之間的交叉反應(yīng)還不是很明確。

2.2.2 水產(chǎn)品TM與其他TM的免疫交叉反應(yīng)TM也是一種吸入性致敏原,在蟑螂、塵螨等昆蟲中存在。除了在水產(chǎn)品間存在外,蟑螂、塵螨與甲殼類動(dòng)物、軟體動(dòng)物之間也存在一定的TM交叉反應(yīng)。蟑螂、塵螨與甲殼類動(dòng)物同屬于節(jié)肢動(dòng)物,更易發(fā)生交叉反應(yīng)[62]。蟑螂和螨蟲TM與蝦TM同源性可達(dá)80%以上,其IgE表位相似度高于軟體動(dòng)物TM,所以蝦過敏患者對蟑螂和螨蟲的交叉反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)更高[12]。Der p 10并不是屋塵螨主要致敏原,但螨蝦過敏綜合征(Mite Shrimp Allergy Syndrome,MSAS)已被證實(shí)[63]。TM交叉反應(yīng)還具有地域性及氣候性差異,中國農(nóng)村蝦致敏性高于城市,而蟑螂和灰塵較多有誘發(fā)蝦過敏的可能[64]。也有研究表明塵螨與蝦TM陽性反應(yīng)率低,交叉反應(yīng)可能由其他致敏原引起[65]。

可食用昆蟲與甲殼類動(dòng)物的TM之間也存在交叉反應(yīng),甲殼類動(dòng)物過敏患者食用粉蟲具有過敏風(fēng)險(xiǎn)。在一項(xiàng)雙盲食物激發(fā)實(shí)驗(yàn)中,15名蝦過敏患者中有13人對粉蟲產(chǎn)生過敏反應(yīng),主要致敏原是原肌球蛋白和(或)精氨酸激酶[66]。Jeong等[67]發(fā)現(xiàn)重組家蠶TM與其他可致敏TM同源性為78.5%~81.0%,ImmunoCAP結(jié)果顯示對家蠶TM呈陽性的8份血清中有6份對蝦、螃蟹TM也呈陽性,證明家蠶TM與甲殼類動(dòng)物TM具有潛在交叉反應(yīng)。

雞、豬、兔、人的TM與刀額新對蝦TM的同源性在53%~57%[61]。呂良濤[51]的研究表明菲律賓蛤仔和豬的TM同源性為50.35%,氨基酸序列差異較大,預(yù)測基本無交叉反應(yīng)。

3 原肌球蛋白致敏性及其消減的研究

3.1 原肌球蛋白致敏性評(píng)價(jià)

致敏原的致敏性評(píng)價(jià)主要有生物信息學(xué)方法、血清學(xué)方法、模擬胃腸液消化實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞學(xué)方法和動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)[68]。其中細(xì)胞學(xué)方法常見的有KU812和肥大細(xì)胞等細(xì)胞模型;動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中常用的動(dòng)物 有C57BL/6、C3H/HeJ、DBA2、Balb/c等[69]小 鼠 品系以及SD、Wistar和BN[70]大鼠品系。

3.1.1 原肌球蛋白致敏性的體外評(píng)價(jià) TM是一種致敏性強(qiáng)的致敏原,血清學(xué)實(shí)驗(yàn)證明了多種TM的致敏性。口蝦咕TM的血清IgE反應(yīng)呈陽性,但其肉中TM含量很低,推測基本不會(huì)引發(fā)食物過敏[71]。李智偉[72]檢測了35位蝦過敏患者血清IgE,其中25位患者(71.4%)對TM有反應(yīng)。南極磷蝦作為新型食物來源,免疫印跡結(jié)果證明TM是南極磷蝦中主要致敏原,且與美國龍蝦TM相似。魚類TM中鱈魚和長鰭金槍魚TM可被IgE識(shí)別,具有致敏性[58]。

日本沼蝦TM可導(dǎo)致KU812細(xì)胞產(chǎn)生明顯的脫顆粒作用,Balb/c小鼠模型中TM組血液中IgE、IgG1水平明顯升高,證明日本沼蝦TM具有很強(qiáng)的致敏性[73]。張江濤[74]利用重組的牡蠣Cra g 1致敏原建立BN致敏大鼠模型,與對照組相比,致敏組白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等含量上升,血液中IgE、IgG水平和組胺釋放量上升,腸道肥大細(xì)胞產(chǎn)生脫顆粒現(xiàn)象,該動(dòng)物模型可運(yùn)用于Cra g 1的致敏性研究。Xu等[75]使用Balb/c小鼠模型與RBL細(xì)胞模型比較了對蝦、蛤蜊和魚類TM致敏性,發(fā)現(xiàn)魚TM致敏性較弱,蝦TM和蛤蜊TM可使小鼠體內(nèi)IgE、IgG1、組胺等顯著升高,RBL細(xì)胞脫顆粒現(xiàn)象明顯,具有強(qiáng)致敏性,同時(shí)發(fā)現(xiàn)TM煮沸前后致敏性變化不顯著。

3.1.2 原肌球蛋白胃腸消化穩(wěn)定性 食物中的致敏原經(jīng)胃腸道消化后,其結(jié)構(gòu)與表位會(huì)產(chǎn)生變化,致敏性也隨之改變[76]。模擬胃腸液消化實(shí)驗(yàn)對食物致敏原的致敏性評(píng)價(jià)更準(zhǔn)確。TM性質(zhì)穩(wěn)定,經(jīng)過胃腸消化后依然具有致敏性[77]。

鋸緣青蟹(Scylla serrata)TM在消化60 min后,相對分子質(zhì)量為3.4×104的產(chǎn)物仍具有免疫活性[78]。南美白對蝦與斑節(jié)對蝦TM用模擬胃液處理后僅出現(xiàn)小部分降解,模擬腸液處理4 h后原TM條帶仍存在,免疫印跡結(jié)果表明致敏性雖有下降但未消失,且南美白對蝦TM比斑節(jié)對蝦TM更耐消化[79]。黃天嬌[80]選擇4種烹飪方式對蝦進(jìn)行處理后,再進(jìn)行體外消化,發(fā)現(xiàn)經(jīng)水煮、油炸、紅燒,蝦肉產(chǎn)物免疫活性分別下降86.90%、88.94%和97.39%。牡蠣Cra g 1酸處理后因構(gòu)象改變而使IgE結(jié)合能力下降,對酸處理后的產(chǎn)物進(jìn)行胃蛋白酶和胰蛋白酶的水解,胃蛋白酶降低致敏性,胰蛋白酶反而使其致敏性上升,可能是因?yàn)榻到獾腡M片段暴露或產(chǎn)生了更多的表位[81]。

3.2 原肌球蛋白致敏性消減研究

開發(fā)低敏食物是改善食物過敏的一個(gè)重要方法,因此如何利用食品加工技術(shù)降低致敏性是一個(gè)重要問題。食品加工過程中,加工使TM結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化,表位被破壞或者改變,進(jìn)而影響其致敏性[82]。致敏性消減方法可分為物理法、化學(xué)法、生物法等。使用單一方法對TM的致敏性消減效果有限,多種技術(shù)聯(lián)合使用是致敏性消減的研究趨勢。

3.2.1 物理方法 物理方法是利用熱處理、高壓、超聲、輻照等方法直接破壞TM的結(jié)構(gòu),進(jìn)而影響其致敏性。TM是一種耐高溫的蛋白質(zhì),因此單純通過加熱對于TM致敏性的影響很小。用高靜壓技術(shù)(HPP)處理凡納濱對蝦TM可破壞其一級(jí)結(jié)構(gòu)[44]。Ozawa[83]將蝦肉高壓加熱(121℃、20 min),ELISA結(jié)果表明TM的IgE結(jié)合能力下降,連續(xù)同樣條件處理3次后,TM低于檢測閾值,證明高壓加熱是降低蝦TM致敏性的有效辦法。

輻照技術(shù)可以使蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)、降解,分子構(gòu)象發(fā)生變化[84]。如劉光明等[85]研究表明小劑量輻射對中華絨螯蟹(Eriocheir sinensis)和三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)TM影響不大,加大劑量(10 kGy)后可部分破壞TM的表位并降低其致敏性。官愛艷等[86]發(fā)現(xiàn)電子束輻照可以降低中華管鞭蝦(Solenocera crassicornis)TM的含量和致敏性,輻照能夠降解TM和改變TM空間構(gòu)象,消減致敏性效果與輻照劑量成正比。

3.2.2 化學(xué)方法 糖基化是蛋白質(zhì)中游離氨基與還原糖之間的反應(yīng),在致敏性消減中應(yīng)用較廣[87]。蝦TM富含有游離氨基的賴氨酸,因此糖基化能夠破壞其表位,降低致敏性[88]。

Zhang[89]發(fā)現(xiàn)低聚半乳糖、甘露寡糖和麥芽五糖可以降低蝦TM(Exo m 1)致敏性,但是低聚果糖與TM發(fā)生美拉德反應(yīng)后,致敏性反而升高,可能是因?yàn)樵砦槐黄茐暮螽a(chǎn)生了新致敏原。楊煌[46]將擬穴青蟹TM與L-阿拉伯糖反應(yīng),免疫印跡和斑點(diǎn)印跡結(jié)果表明美拉德產(chǎn)物的IgE、IgG結(jié)合能力下降,并且通過樹突狀細(xì)胞(DC)模型發(fā)現(xiàn)美拉德產(chǎn)物抑制CD86表達(dá)水平,影響DC對T細(xì)胞提呈。Masako等[90]將扇貝TM與葡萄糖反應(yīng)(60℃、3 h)后IgE結(jié)合活性降低。藺海鑫等[91]發(fā)現(xiàn)菲律賓蛤仔TM在美拉德反應(yīng)發(fā)生后α-螺旋含量下降71.7%,IgE結(jié)合能力下降76.2%。α-螺旋的穩(wěn)定性與NH—和—CO之間的氫鍵有關(guān),證明美拉德反應(yīng)會(huì)破壞TM的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3.2.3 酶法 酶法是利用蛋白酶斷裂肽鍵破壞一級(jí)結(jié)構(gòu)降低蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量,或者破壞抗原表位和改變空間結(jié)構(gòu)來降低致敏性[92]。董曉穎等[93]使用5種蛋白酶對海白蝦TM進(jìn)行酶解,間接ELISA結(jié)果表明風(fēng)味蛋白酶和中性蛋白酶降低致敏性的效果最好。孫佳益[94]使用5種酶(胰蛋白酶、菠蘿蛋白酶、堿性蛋白酶、無花果蛋白酶、α-胰凝乳蛋白酶)作用于南美白對蝦TM,其中無花果蛋白酶可以顯著消減致敏性。高永艷等[95]使用菠蘿蛋白酶單一酶解與酶解復(fù)合超聲方法處理南美白對蝦蝦糜,ELISA結(jié)果表明致敏性分別下降30.70%和33.33%。張弛[96]使用堿性蛋白酶水解后的褐對蝦Pen a 1構(gòu)建小鼠致敏模型,水解TM組與TM組相比,sIgE水平下降40.44%,組胺水平下降5%。賈瑩等[97]使用酶解和超高壓結(jié)合方法處理南美白對蝦TM,ELISA結(jié)果表明致敏性下降95.27%。酶的種類很多,溫度與酶解時(shí)間等對酶解效果也有影響,選擇酶時(shí)應(yīng)注意是否有合適的酶切位點(diǎn)。

3.2.4 其他方法 基因改良是將定點(diǎn)表位的基因敲除或進(jìn)行基因突變,根本上改變蛋白質(zhì)的組成和性質(zhì)從而降低甚至消除致敏性。Wai等[98]對蝦TM(Met e 1)進(jìn)行定點(diǎn)突變,致敏的小鼠血液IgE結(jié)合能力和肥大細(xì)胞脫顆?,F(xiàn)象顯著下降。Liu等[98]將鋸緣青蟹TM 3個(gè)關(guān)鍵氨基酸(R 90、E 164、Y 267)用丙氨酸進(jìn)行替代,突變后的TM與原TM相比與患者血清IgE結(jié)合活性明顯降低。梅雪嬌[100]通過基因定點(diǎn)突變降低擬穴青蟹TM的致敏性,對TM關(guān)鍵氨基酸進(jìn)行基因定點(diǎn)突變,突變TM與原TM相比,IgE結(jié)合能力下降18.1%。但是該技術(shù)存在一定的風(fēng)險(xiǎn),可能產(chǎn)生新的表位[101]。

反義肽是DNA反義鏈編碼而成的肽段,可與正義肽特異性配對,通過生物信息學(xué)方法篩選與TM特異性結(jié)合的適配體小肽。適配體小肽能與目標(biāo)蛋白質(zhì)強(qiáng)親和力結(jié)合,12個(gè)TM的適配體小肽對擬穴青蟹TM和IgG的結(jié)合均有抑制作用[100]。

4 展望

隨著水產(chǎn)品產(chǎn)量和消費(fèi)量的迅速增加,甲殼類水產(chǎn)品引起的食物過敏現(xiàn)象越來越普遍。原肌球蛋白是甲殼類水生動(dòng)物中一種重要的致敏原,研究人員對TM的性質(zhì)、表位、交叉反應(yīng)、致敏性及其消減等方向不斷探索,已取得了很多重要進(jìn)展。TM的結(jié)構(gòu)與基本性質(zhì)已被基本了解,各種生物信息學(xué)軟件分析促進(jìn)了對TM表位的研究。同時(shí)TM表位的研究對探索致敏性與交叉反應(yīng)等至關(guān)重要。但對TM的研究還有很多難題,如在表位方面對其構(gòu)象表位的了解還知之甚少,TM交叉反應(yīng)的機(jī)制尚不明確等。生產(chǎn)低致敏甚至脫敏水產(chǎn)品加工食品具有廣闊前景,但目前基本停留在理論研究階段,還需要進(jìn)一步深入探索。

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