蛋白質(zhì)組學(xué)在動物科學(xué)研究中的應(yīng)用研究

施祖友 舒音東

蛋白質(zhì)組學(xué)在動物科學(xué)研究中的應(yīng)用研究

施祖友 舒音東

（昆明市東川區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所，云南東川 654100）

作為功能基因表達(dá)的一種產(chǎn)物，蛋白質(zhì)會對機(jī)體各種生命代謝活動產(chǎn)生間接或是直接的調(diào)控者作用，并為人體生命活動提供本質(zhì)上直觀的分子學(xué)基礎(chǔ)。隨著后基因組時代的來臨，蛋白質(zhì)組學(xué)在以動物科學(xué)為代表的生物學(xué)研究方面表現(xiàn)出了較高的應(yīng)用價值。本文就對蛋白質(zhì)組學(xué)在動物科學(xué)研究中的應(yīng)用方法和現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。

蛋白質(zhì)組學(xué)；動物科學(xué)；應(yīng)用研究

作為生命科學(xué)的一個主要分支，動物科學(xué)的主要作用在于對動物的消化代謝、繁殖、生長發(fā)育和遺傳變異過程規(guī)律的掌握和認(rèn)識，從而為人類提供包括油脂、毛皮、肉、蛋、奶等在內(nèi)不同類型的優(yōu)質(zhì)動物產(chǎn)品?，F(xiàn)階段，我國動物科學(xué)研究的主要目標(biāo)在于絨毛、肉、蛋、奶等產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的提升［1］。動物科學(xué)研究的焦點(diǎn)在于畜禽經(jīng)濟(jì)性分析，包括禽類產(chǎn)蛋的質(zhì)量和數(shù)量、絨毛的質(zhì)量和產(chǎn)量、奶制品的產(chǎn)量和質(zhì)量等。從動物科學(xué)研究的主要途徑來看，隨著宏觀和微觀生物學(xué)的逐步發(fā)展完善，生態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)之間也實現(xiàn)了相互的交叉滲透。

1 蛋白質(zhì)組學(xué)及其技術(shù)

由以往的醫(yī)學(xué)報道結(jié)果可知，蛋白質(zhì)組的理念首先出現(xiàn)于1994 年，并有M arc W ilkins 首先提出，其最初的概念為一個基因所表達(dá)的蛋白質(zhì)［2］?，F(xiàn)階段，蛋白質(zhì)組的完整性、準(zhǔn)確性概念為：在某一特定時刻，一個已知的組織或是細(xì)胞內(nèi)所存在的全部修飾蛋白質(zhì)和亞基，所以，由此我們可以知道，蛋白質(zhì)組學(xué)指的就是在蛋白質(zhì)整體性、相互作用、動態(tài)、水平定量方面生物體的全面研究，這也是鑒定和識別組織和細(xì)胞所表達(dá)全部蛋白質(zhì)及它們的表達(dá)模式和表達(dá)規(guī)律的一門學(xué)科［3］。蛋白質(zhì)組學(xué)的主要研究內(nèi)容在于：第一，蛋白質(zhì)組學(xué)生物信息學(xué)和支撐技術(shù)平臺的研究。第二，功能蛋白質(zhì)組學(xué)，即比較蛋白質(zhì)組學(xué)，其主要作用在于生理條件變化情況下蛋白質(zhì)組出現(xiàn)變化的分析和比較。第三，結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)，即對蛋白質(zhì)組組成的研究。

2 蛋白質(zhì)組學(xué)在動物科學(xué)上的應(yīng)用

第一，蛋品質(zhì)研究。作為胚胎體外發(fā)育的保護(hù)屏障和全部營養(yǎng)來源，雞蛋能夠為人體組織正常的運(yùn)轉(zhuǎn)提供必需的支持。國內(nèi)外研究領(lǐng)域自2006 年以來，對蛋殼、蛋清和蛋黃中全體蛋白質(zhì)組分進(jìn)行了系統(tǒng)深入的蛋白質(zhì)組學(xué)研究，并加以準(zhǔn)確的描述和鑒定，進(jìn)而得出結(jié)論：蛋黃膜中共存在蛋白質(zhì)137 種，蛋黃和蛋清中共存在蛋白質(zhì)255種和165種，酸溶性蛋殼基質(zhì)中共存在蛋白質(zhì)520 種［4］。盡管雞蛋內(nèi)存在種類豐富的蛋白質(zhì)，但是，對于這部分蛋白質(zhì)類型的實際功能的研究仍然較少，僅僅停留在預(yù)測階段。另一方面，雞蛋中的蛋白質(zhì)會受到較多因素的影響，包括儲藏條件、飼養(yǎng)飼糧、孵化條件等等［5］。盡管雞蛋中的蛋白質(zhì)數(shù)量大部分可以被檢測到，但對于不同部位的新的蛋白質(zhì)類型和實際存在數(shù)量，仍然有待于進(jìn)一步的深入研究。

第二，乳品質(zhì)研究。一方面，蛋白質(zhì)的組成會直接受到泌乳階段和胎次等因素的影響。白蛋白（ albumin，ALB ） 、乳鐵蛋白 （ lacto-ferrin，LF） 、免疫球蛋白 M （ Ig M ）和免疫球蛋白G （ Ig G ）等差異表達(dá)的乳蛋白質(zhì)，均會因泌乳階段和胎次的差異而有所不同，營養(yǎng)物質(zhì)和飼喂量的改變，都會改變?nèi)榈鞍椎臉?gòu)成。另一方面，研究人員對乳蛋白質(zhì)的構(gòu)成進(jìn)行了深入研究。全部物種的乳蛋白質(zhì)主要類型均為較少的幾種，但是，受到遺傳變異和修飾的影響，蛋白質(zhì)的構(gòu)成也會變得更加復(fù)雜。隨著體細(xì)胞數(shù)量的增加，牛乳酪蛋白質(zhì)的水解程度也會逐步提高，進(jìn)而誘發(fā)嚴(yán)重的乳房炎疾病，此時，牛乳中酪蛋白質(zhì)會完全水解，而乳清蛋白質(zhì)量則會急劇增加［6］。

第三，肉品質(zhì)研究。研究人員近年來一直致力于研究用蛋白質(zhì)組學(xué)來描述骨骼肌中蛋白質(zhì)的種類。研究人員通過2-DE 和 MS技術(shù)對牛半腿肌的蛋白質(zhì)表達(dá)譜進(jìn)行了分析，其中共檢測到重復(fù)的蛋白質(zhì)點(diǎn)500個，隨后，通過用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜（ MALDI-TOF-MS）技術(shù)對其中的129 個蛋白質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行了鑒定。Promeyrat 等研究人員發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)氧化的潛在標(biāo)記為含抗氧化相關(guān)蛋白和鐵蛋白，若在脂質(zhì)、芳香族氨基酸和硫醇基官能等氧化相關(guān)物質(zhì)的研究領(lǐng)域應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，則會對細(xì)胞和組織水平的氧化應(yīng)激機(jī)制的進(jìn)行更加深入的說明，并對肉類的品質(zhì)進(jìn)行更加準(zhǔn)確的控制。另一方面，鈣蛋白酶系統(tǒng)的宰后貯藏條件和時間等，也會直接影響肌纖維蛋白的降解以及肉的嫩度。通過蛋白質(zhì)組學(xué)方式，能夠?qū)θ赓|(zhì)有關(guān)的蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒別、篩選和尋找，并通過蛋白質(zhì)組學(xué)方式對肉類的持水性、風(fēng)味、嫩度與其品質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行說明。

3 總結(jié)

隨著近年來現(xiàn)代生物科學(xué)研究的逐步發(fā)展，各項研究已經(jīng)逐步進(jìn)入后基因組時代，自然科學(xué)研究逐步分化為微觀和宏觀兩個層面，作為自然科學(xué)的主要構(gòu)成部分，動物科學(xué)在分子層面的研究開始轉(zhuǎn)向?qū)τ诠δ芑蚪M的研究，且各項研究更加系統(tǒng)、直觀，更加關(guān)注蛋白質(zhì)組學(xué)功能的探究和分析。另一方面，快速發(fā)展的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)也開始與生物信息技術(shù)、基因組學(xué)研究技術(shù)等相互融合，為蛋白質(zhì)功能研究、小分子蛋白的分離鑒定、動物生長和動物產(chǎn)品生產(chǎn)中蛋白成分標(biāo)記檢測等蛋白質(zhì)組學(xué)內(nèi)容提供了新的研究途徑，從而實現(xiàn)了動物生化代謝機(jī)制研究的深入，并大大提高了人們的認(rèn)識與理解。

［1］ 黃德倫，黃玉林，付強(qiáng)，等.蛋白質(zhì)組學(xué)在哺乳動物睪丸和精子發(fā)生中的應(yīng)用［J］.基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)，2013，32（2）：272-273.

［2］ 劉永杰，張克山，盧國棟，等.蛋白質(zhì)組學(xué)在動物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.動物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2011，32（6）：139-140.

［3］ 張欣，曹君邁，貝占林.差異蛋白質(zhì)組學(xué)在植物科學(xué)研究中的應(yīng)用［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，1（7）：151-152.

［4］ 余翔.蛋白質(zhì)組學(xué)在肉品科學(xué)中的應(yīng)用［J］.肉食工業(yè)，2011，1（1）：39-40.

［5］ 石海霞，王海榮.營養(yǎng)基因組學(xué)在動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究中的應(yīng)用［J］.飼料研究，2014，3（1）：13-14.

［6］ 唐志如，印遇龍，李麗立，等.營養(yǎng)組學(xué)研究體系及其在家養(yǎng)動物上的應(yīng)用［J］.家畜生態(tài)學(xué)報，2009，30（5）：1-3.