蛋白质组学方法研究草鱼冷藏过程中关键蛋白质的变化

Since freshwater fish is vulnerable to spoilage,it reaches up to 30% of corruption rate for freshwater fish during processing and marketing process, which causes a great waste of resources very year. Dispite substantial and extensive studies regarding its preservation during srorage, the effect for enhancing its shelf-life is still very limited. Therefore, the deep-seated mechanism of spoilage of freshwater fish during cold storage should be investigated, in order to put forward targeted effective preservation strategies. In this project, the composition, differences and change law of grass carp muscle proteins at different corruption time points will be investigated, using 2DE-MS and 2DLC-MS and other related technologies of proteomics research, and the key protein species related to corruption of grass carp during cold storage will be identified, which will clarify the mechanism of the fish corruption from the perspective of protein changes, and provide a theoretical basis for the efficient development of the freshwater fish preservation studies. This project uses the proteomics approaches to systematically study freshwater fish corruption for the first time, and is expected to provide new biological evidences for the mechanism of fish corruption, and lay a foundation for the in-depth research and making countermeasures of effective freshwater fish preservation, by the breakthrough in methodological strategy. So this project has important theoretical significance and practical application potential.

淡水鱼极易腐败变质，加工和销售过程中腐败率高达30%以上，造成了极大资源浪费。尽管目前对其保鲜研究甚多，但保鲜效果仍十分有限，因此，需要探讨其深层次腐败机理，针对性提出淡水鱼有效保鲜策略。本项目以草鱼冷藏腐败过程中的蛋白质变化为研究对象，利用2DE-MS、2DLC-MS等蛋白质组学研究相关技术，探讨不同腐败时间点草鱼肌肉蛋白的组成、差异及其变化规律，鉴定出冷藏过程中与腐败相关的关键蛋白质种类，从蛋白质变化角度阐明草鱼肉冷藏腐败的机制，为高效开展淡水鱼保鲜研究提供理论依据。本项目在国内外率先以蛋白质组学方法研究冷藏过程中草鱼的腐败过程，有望通过方法学策略上的突破，为阐明淡水鱼冷藏腐败机制提供新的生物学证据，并为开展更为深入的研究以及制定淡水鱼的有效保鲜对策建立基础，具有重要的理论意义和实际应用潜能。

蛋白质为肌肉组织的主要组成部分，其降解、聚合和变性都会导致蛋白质功能的丧失，从而直接决定鱼肌肉质量的好坏。本项目以冷藏过程中草鱼肌肉蛋白质变化为主要研究对象，重要的研究内容和结果如下：（1）从微生物污染、蛋白质降解、脂质氧化等角度分析了冷藏过程中草鱼的腐败进程，确定了其冷藏腐败关键时间点为6~8 d；（2）优化获得了草鱼肌肉蛋白质的最佳工艺条件，筛选出了含有SDS的最佳提取液，最终提取率达到了92%左右；（3）研究了冷藏过程中草鱼肌肉蛋白质的不同溶解性组分、亚基和分子量分布等组成特性，以及肌肉全蛋白及其关键部分（肌原纤维蛋白）的Ca2+-ATPase酶活性、热力学性质、巯基含量、表面疏水性、二级结构、显微结构等理化性质的变化规律，明确了它们变性、聚合和降解的规律和机理；（4）优化了双向电泳（2DE）的样品制备、上样量、聚焦等条件，获得了清晰的2DE图谱，并通过MALDI-TOF质谱鉴定出了肌球蛋白重链、α-肌动蛋白、β-微管蛋白、结蛋白、α-1,4葡聚糖磷酸化酶、辅酶Q氧化还原酶复合体、α-烯醇化酶等16种与草鱼腐败相关的关键蛋白质，这些差异蛋白均为重要的结构蛋白和组织酶，且结构蛋白类均丰度下降，部分裂解酶和氧化还原酶丰度上调，表明草鱼腐败与酶的作用导致的结构和功能性蛋白含量降低或消失有关。本项目从蛋白质变化的角度为阐明草鱼冷藏腐败的过程和机理提供了新的生物学证据，也为针对性提出淡水鱼保鲜策略及研究新的鱼肉保鲜技术和腐败评价方法提供了理论依据。通过项目实施，在国内外学术期刊发表了研究论文11篇，其中SCI收录1篇，EI收录5篇，另有2篇SCI论文在投；培养青年骨干教师1名，硕士研究生3名；授权或申请了国家发明专利3项，其中2项正在实施应用；项目研究成果作为重要组成部分获得了湖南省科技进步一等奖1项（排名第5），中国技术市场金桥奖优秀项目奖1项（排名第1）。总体而言，基本完成了原计划的研究内容，达到了预期目标。