山东农业大学食品科学与工程学院的吴 爽、王 磊、朱立贤*、张一敏*等人对宰后45 min和24 h的正常牛肉和黑切牛肉进行了肌浆蛋白质组学分析,拟寻找两组牛肉在宰后最初(45 min)和24 h时的差异表达蛋白,以便更好地理解黑切牛肉形成的机制,并寻找可预测黑切牛肉发生的关键标记蛋白。
1、宰后45 min和24 h的pH值
极限pH值与宰后时间的交互作用对肌肉pH值影响显着。宰后45 min的正常和黑切牛肉的pH值相似(P>0.05),宰后24 h两组肌肉的pH值均显着降低,但是正常牛肉的pH值(5.59)显着低于黑切牛肉的pH值(6.54)。
2、宰后45 min及24 h正常组牛肉与黑切组牛肉的差异表达蛋白
在宰后45 min的10 个差异表达蛋白点(9 种蛋白)中,有8 种蛋白在正常组中表达量高(以正常组胶图上的一个蛋白点与黑切组同一蛋白点的强度比值大于1.5 倍或小于0.667 倍且满足显着性小于5%(P<0.05)为差异蛋白,小于0.667 倍为在正常组表达量高),只有1 种蛋白在黑切组中表达量高(大于1.5 倍表示在黑切组表达量高)。这些差异表达蛋白按照其功能可划分为代谢酶类、抗氧化蛋白、伴侣蛋白和其他蛋白。其中腺苷酸激酶1、琥珀酸-辅酶A连接酶、肌酸激酶M和磷酸酶属于代谢酶,参与能量代谢过程。
本研究鉴定出的3 种抗氧化蛋白包括磷脂过氧化氢谷胱甘肽过氧化物酶、氧化物还原酶1、氧化物还原酶2,3 种伴侣蛋白包括热休克蛋白B1、热休克蛋白B6和α-晶状体蛋白。另外3 个差异点中,其中两个蛋白点均鉴定为转铁运蛋白,属于转运蛋白的一种,另一个是肌球蛋白轻链1,属于结构蛋白。
3、蛋白质互作分析结果
与差异表达蛋白连接最多的节点为ATP-柠檬酸合酶(ACLY),它可以催化产生乙酰辅酶A和ATP,并参与三羧酸循环和丁酮戊二酸的代谢过程。与ACLY有联系的差异表达蛋白包括所有抗氧化蛋白和大多数代谢酶,说明这些差异表达蛋白直接或间接参与了能量代谢过程。另外,热休克蛋白B1和α-晶状体蛋白两个伴侣蛋白相互联系,却与热休克蛋白B6分离,说明这两种热休克蛋白可能并不参与同一生化反应体系。
结 论
本研究中,宰后24 h正常组的肌肉pH值为5.59,黑切组的pH值为6.54。正常组和黑切组牛肉在宰后45 min和24 h时的差异表达蛋白主要为代谢酶类、抗氧化蛋白和伴侣蛋白等,除了α-晶状体蛋白和宰后24 h的腺苷酸激酶1在黑切组表达量高外,其他蛋白均在正常组表达量高。其中代谢酶类可以通过调节ATP的再生代谢与糖酵解进程来影响宰后肌肉中H+的产生和积累,进而影响宰后肌肉pH值的降低速率和最终极限pH值,它们在宰后早期的低表达量是导致黑切牛肉形成的关键因素。抗氧化蛋白类表达量高,是对宰后代谢水平高的反应,蛋白质互作也说明抗氧化蛋白与能量代谢有关,它们在黑切组中表达量低,进一步说明黑切肉宰后的低代谢水平。热休克蛋白表达量与宰后氧化应激和不利环境相关,其中热休克蛋白B1和B6均在正常组中表达量高,而α-晶状体蛋白在黑切组中表达量高,这也影响了宰后牛肉pH值的下降。