精氨酸激酶過敏原的研究進展

趙祥杰 張文靜 楊榮玲* 畢艷紅 趙立 方芳

【摘? ?要】 精氨酸激酶是一類具有重要功能的酶，在生命體的能量代謝中起著較大的作用，其廣泛存在于多種昆蟲和高等生物中。近年來，隨著對精氨酸激酶研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)其在多種可食用生物中的食物過敏作用。本文介紹了精氨酸激酶的性質(zhì)、重組表達和鑒定以及不同方法對其過敏原性的影響等。

【關(guān)鍵詞】精氨酸激酶;過敏;進展;影響

精氨酸激酶 （arginine kinase， AK）是無脊椎動物體內(nèi)存在一種重要的酶，參與機體的能量代謝、體內(nèi)離子交換、環(huán)境抗逆性和免疫相關(guān)等多種生理活動[1-2]，在動物體內(nèi)發(fā)揮著重要作用。長期以來，人們對精氨酸激酶的研究更集中于昆蟲生理生化方面，隨著對其研究的不斷深入，精氨酸激酶在人類食品安全方面有著密切關(guān)系[3]。

水產(chǎn)品是人類重要的食物資源，但每年有大量因水產(chǎn)品食物中毒引發(fā)的病患，嚴(yán)重的會導(dǎo)致過敏性休克甚至死亡，嚴(yán)重危及普通消費者的人身健康[3]。研究發(fā)現(xiàn)精氨酸激酶是多種水產(chǎn)品和昆蟲食物中導(dǎo)致食物過敏的主要變應(yīng)原物質(zhì)之一，因此對精氨酸激酶的進一步研究對水產(chǎn)行業(yè)的健康發(fā)展起著重要的推動作用，也有利于消費者的身體健康。

1? 精氨酸激酶的性質(zhì)

精氨酸激酶在不同生物體內(nèi)的存在形式略有不同，其不同亞基的相對分子量也有所差異，但都能催化精氨酸和三磷酸腺苷的可逆反應(yīng)[4]。由于廣泛參與機體的能量代謝活動，精氨酸激酶在動物肌肉中表達量較多，特別是在甲殼類動物中分布較廣，研究發(fā)現(xiàn)精氨酸激酶也是中國人攝食蝦蟹類較為常見的過敏原，絕大部分水產(chǎn)品中精氨酸激酶均可導(dǎo)致食物過敏的發(fā)生[5]，此外，在蟑螂、蠶蛹等昆蟲中該過敏原的研究也較多[1-2]。

2? 精氨酸激酶蛋白的高效制備及結(jié)構(gòu)分析

高效制備精氨酸激酶蛋白分子是開展其免疫學(xué)分析的重要前提，目前已有多種方法獲得了精氨酸激酶并鑒定了其免疫活性。陳婷[6]等從刀額新對蝦中提取制備了精氨酸激酶，并通過大白兔免疫和利用Q Sepharose TM-XL強陰離子交換色譜獲得了多抗，成功鑒定了其免疫活性。此外，研究人員利用分子克隆與重組表達技術(shù)分別制備了來源于刀額新對蝦[7]、凡納濱對蝦[8]、鋸緣青蟹[9]、德國小蠊[10]、東亞飛蝗[11]等的精氨酸激酶。通過對精氨酸激酶相關(guān)結(jié)構(gòu)的研究，可以確定其產(chǎn)生免疫作用的表位位點，為定點修飾和消除過敏原性提供了依據(jù)。沈海旺[12]等通過分析甲殼類動物精氨酸激酶的結(jié)構(gòu)特性，確定其含有10個抗原表位位點。胡玉靜[13]等通過生物信息學(xué)方法研究了美洲大蠊Per a 9的抗原表位，結(jié)果表明其主要抗原表位集中于33-46、55-74、89-117、123-135、199-217、235-243、251-266、286-354區(qū)域。王政[14]等利用點突變方法對雙亞基海參精氨酸激酶關(guān)鍵表位進行了研究，通過對突變體催化活性和結(jié)構(gòu)特征的分析，確定Cys274殘基可能是海參精氨酸激酶的活性位點。

3? 精氨酸激酶過敏原性的消減研究

在過敏原物質(zhì)的過敏性消除研究中已有較多的技術(shù)手段，如物理方法（熱處理、高靜壓處理、輻照處理等等）、化學(xué)方法（結(jié)構(gòu)修飾、美拉德反應(yīng)等）、微生物方法（益生菌、酶解等）等多種方法[3]，但目前用于精氨酸激酶研究的技術(shù)手段尚較少。

謝旋[15]考察了聚乙二醇修飾對精氨酸激酶抗原性的影響，結(jié)果表明，當(dāng)精氨酸激酶與單甲氧基聚乙二醇琥珀酰亞胺酯以1：3的質(zhì)量摩爾比時，精氨酸激酶的平均修飾度可達38.31%，此時精氨酸激酶抗原性降低率為78.8%，表明聚乙二醇修飾顯著降低精氨酸激酶的抗原性。阮韋偉[16]研究了糖基化改性處理對擬穴青蟹精氨酸激酶過敏原性的影響，結(jié)果表明，糖基化處理時，過敏原蛋白會發(fā)生大分子交聯(lián)聚集，蛋白質(zhì)溶解度下降，從而顯著降低精氨酸激酶過敏原與抗體分子的特異結(jié)合，從而消減食用過敏性。費丹霞[17]探討了利用酶法交聯(lián)結(jié)合常規(guī)熱加工處理方法對來源于青蟹中精氨酸激酶過敏原成分的影響，并利用蛋白組學(xué)和免疫組學(xué)方法對其影響進行了分析，結(jié)果表明，酶法交聯(lián)結(jié)合熱加工處理能消減青蟹精氨酸激酶的致敏性。

4? 討論

精氨酸激酶是水產(chǎn)食品中出現(xiàn)的主要變應(yīng)原物質(zhì)之一，是引起水產(chǎn)品食物過敏的主要成分，然而目前對其過敏性的研究尚不足，對于水產(chǎn)品安全消費存在一定的隱憂。接下來需要開展多種水產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)變應(yīng)原的制備工作，考察不同加工手段對變應(yīng)原過敏性的影響，獲得具有操作簡便和效果顯著的過敏性消除方法，為水產(chǎn)類食品安全食用提供技術(shù)保障。

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