糖基化在调控羊乳脂肪球膜蛋白热稳定性中的作用及机制

Goat milk fat globule membrane (MFGM) proteins has lower thermo stability in comparison with bovine MFGM proteins. The lower thermo stability induced functionality loss is the key points impacting the application of goat milk in the dairy processing. Based on the previous results, we propose a hypothesis that the lower thermo stability of goat MFGM proteins is related to protein aggregation. Therefore, our aim is to confirm the effect of glycosylation/glycation on the thermo stability of goat milk MFGM proteins. Furthermore, applying glycomics techniques to show the differences in the glycosylation/glycation extend through identify and quantify glycosylated /glycated proteins, oligosaccharides, and their locations in goat MFGM proteins models with different lactation and different glucose incubation time. In addition, to evaluate how the type of oligosaccharides and their locations influence the protein aggregation of goat MFGM proteins during thermo treatment through different goat MFGM protein models. The accomplishment of this study will be expected to provide guidance on the improvement of thermo induced denaturation of goat MFGM proteins and keeping the most of their functionality.

相对于牛乳而言,羊乳脂肪球膜蛋白的热稳定性较差，从而影响其一部分功能特性并限制了羊乳的应用。基于前期研究结果，我们推测羊乳脂肪球膜蛋白热稳定差的主要诱因是由于其膜蛋白糖基化修饰程度较低从而导致脂肪球膜蛋白间较易发生热聚集。因此，本研究旨在首先验证蛋白糖基化修饰对乳脂肪球膜蛋白热稳定性的影响及其机制；同时，运用糖蛋白质组学的手段表征不同糖基化程度的内源性和外源性糖基化修饰的羊乳脂肪球膜蛋白模型，揭示不同糖基化程度对脂肪球膜蛋白间聚集的影响机制；最后，建立不同糖链和不同糖基化位点的模型，阐明糖基化影响羊乳脂肪球膜蛋白聚集的主要因素。本研究结果将有助于为提高脂球膜蛋白热稳定性提供理论支撑。

脂肪球膜蛋白目前作为一种有价值的成分而广泛应用于食品加工新技术中，但是加工技术会很大程度破坏脂肪球膜蛋白的稳定性。羊乳脂肪球膜蛋白的热稳定性较差是限制羊乳脂肪球膜在食品中应用的主要因素。本项目旨在探究羊乳脂肪球膜蛋白热稳定性的机制。首先，通过建立有无糖基化模型，检测其加热后疏水基团和zeta电位变化，验证糖基化会影响羊乳脂肪球膜蛋白的热稳定性。其次，建立不同程度的内源性糖基化模型并通过蛋白质组学和糖蛋白质组学进行表征，结果表明蛋白和糖蛋白的种类在初乳和成熟乳中接近（共鉴定出1639种蛋白质和557种N-糖蛋白），但糖蛋白含量存在显著差异性。基于激光共聚焦、圆二色谱、zeta-电位等指标显示内源性糖基化的程度越高，其乳脂肪球膜蛋白越不易发生聚集和交联。再次，建立不同程度的外源性糖基化模型。基于羊成熟乳乳糖孵育，共鉴定到108个外源性糖肽，外源性糖肽的种类和含量在加热后的羊乳脂肪球膜蛋白中远大于未加热的，且通过乳糖、葡萄糖、果糖、木糖和核糖的孵育48h和72h（37℃）并加热处理后，羊乳脂肪球膜蛋白表面的电荷和游离巯基随糖基化程度升高而降低，而疏水基团则增加，促进了羊乳脂肪球膜蛋白在加热过程中的聚集。综上所述，羊乳脂肪球膜蛋白在加热过程中形成的聚集是导致羊乳脂肪球膜蛋白热稳定性差的主要原因，而糖基化程度是引起的表面电荷和疏水基团的增加是引起羊乳脂肪球膜蛋白聚集的主要因素。本项目按照计划执行， 完成了申报书的所有内容，研究结果为羊乳在食品中的应用提供加工参数指导。.本项目执行期间发表SCI论文8篇，申请专利和PCT各1项。参与国际第二届“乳配料与产品创新研讨会” 会议组织，参加中荷乳业发展中心举办的乳品质量链培训一次，参加国内外学术会议做口头报告5次。此外，培养博士生1人，硕士生2人。