脂质过氧化物介导的羰基化对甲壳类海产品过敏原性的影响

As seafood is becoming more and more popular in food industry, increasing risk of seafood allergy occurs where seafood is an important part of diet. In order to control allergy risk, it is imperative to illustrate the allergen changes during food processing. Currently most of the research focused on food allergen modifications independently on various natures of food processing methods. It is insufficient to illustrate the changing rules of allergen because number of chemical reactions and effecting factors tend to involve in food processing. This project plans to illustrate the changing rules of allergen from the remarkable and popular chemical reaction-protein carbonylation, and to focus on lipid peroxide-mediated carbonylation. With Crustacean allergen - tropomyosin as the research object, we comprehensively intend to use immunology, structural biology and proteomics techniques, to analyze the carbonyls of different lipid peroxidation of tropomyosin, focusing on the changes in the structure of linear allergic epitopes and conformational allergic epitopes in carbonylation. In addition, based on the allergenicity of carbonylated tropomyosin and epitope peptides, the correlation of tropomyosin carbonyls reactions and allergenicity will be analyzed. The upcoming results aim to clarify the effects of lipid peroxide-mediated carbonylation on Crustaceans allergenicity. It will help to illustrate the natural rules of allergen changes during food processing and provide new aspect for seafood allergy risk control/elucidate.

随着海产品在食品工业中的广泛应用，阐明加工过程中其过敏原变化的规律成为有效控制海产品过敏风险亟待解决的问题。由于加工过程中化学变化多、作用因素复杂，逐一研究各加工技术对过敏原影响的方法难以充分阐释其变化规律。本课题拟从加工过程中重要且普遍的化学变化- - 蛋白质羰基化入手，重点针对脂质过氧化物介导的蛋白质羰基化，以甲壳类海产品过敏原- - 原肌球蛋白为研究对象，综合运用食品免疫学、结构生物学、蛋白质组学等的技术手段，研究不同脂质过氧化物对原肌球蛋白氨基酸残基的羰基化作用，探讨其线型及构象型过敏表位分子结构的变化；在此基础上对羰基化产物及表位肽的过敏原性进行评价，分析原肌球蛋白羰基化与其过敏原性的关系，阐明脂质过氧化物介导的羰基化对甲壳类海产品过敏原性的影响，为探究食品加工过程中过敏原的变化规律，控制/消除海产品过敏风险提供新的视角。

阐明海产品过敏原在加工过程中的变化规律是控制海产品过敏风险亟需解决的问题。本课题从加工过程中重要且普遍的化学变化－蛋白质羰基化入手，针对常见的引发蛋白质羰基化的脂质过氧化物，系统研究了丙二醛、4－羟基壬稀醛和丙烯醛等对甲壳类海产品原肌球蛋白的羰基化作用，并分析了原肌球蛋白结构变化与过敏原性变化的关系。结果表明脂质过氧化物介导的羰基化主要作用位点是原肌球蛋白中的赖氨酸、组氨酸、亮氨酸和酪氨酸等。随着脂质过氧化物浓度的增加，a-螺旋含量均降低，二级结构变的更无序，并给原肌球蛋白的高级结构带来了明显的变化。进一步的过敏原性研究发现，经过羰基化后，原肌球蛋白的IgE结合能力普遍下降，最高能够下降60%以上。采用RBL细胞对修饰后原肌球蛋白激发效应细胞释放活性介质的能力进行评价，结果显示羰基化修饰能够显著降低激发能力达30%以上。为了进一步验证羰基化对原肌球蛋白过敏原性的影响，制备了Balb/c 小鼠过敏模型，并发现小鼠血清中IgE/IgG1的水平和组胺/mMCP-1的释放量均降低。但在采用淋巴细胞研究修饰后原肌球蛋白对T细胞分化的影响时，未发现由明显的变化。以上结果显示，食品加工过程中的羰基化修饰能够降低甲壳类原肌球蛋白的IgE结合能力和激发肥大细胞释放活性介质的能力，但这种降低是否是由于其影响到T淋巴细胞的分化，尚无法得到确证的结论。而且在研究过程中我们发现，脂质与原肌球蛋白的乳化状态能够显著影响其IgE结合能力，其对T淋巴细胞的影响尚待有更完善的评价模型进行评价。综上所述，本项目系统分析了脂质过氧化物介导的羰基化对甲壳类原肌球蛋白过敏原性的影响规律，为进一步探究食品加工过程中过敏原的变化规律，控制/消除海产品过敏风险提供新的视角。