基质金属蛋白酶对鱼类肌肉胶原蛋白的作用机理研究

基质金属蛋白酶(MMP)是与肌肉胶原蛋白新陈代谢密切相关的蛋白酶，MMP对胶原蛋白的分解作用是导致鱼体死后肌肉软化的主要原因。但是，鱼类MMP的生物化学性质、一级结构、组织分布，尤其是MMP对胶原蛋白的作用等食品学性质仍不明确。本项目拟以淡水鲤鱼为研究对象，通过现代生化分离手段从其肌肉中分离纯化MMP，详细分析MMP的生物化学和食品学特性并测定其氨基酸序列，进一步应用分子克隆手段获得其全序列并实现体外表达。通过本研究，将能解明鱼类MMP的酶学特性及其一级结构并从原理上揭示由MMP引起的肌肉胶原蛋白分解代谢等生化特性与规律，MMP对肌肉弹性的影响机理等食品学问题也将得到解明。本研究整合了蛋白质化学、食品化学、酶学和现代生物技术等相关领域的技术手段和实验方法，研究结果有助于弥补我国在水产食品加工利用基础理论研究方面的不足，也可为畜产动物肉类保鲜和蛋白质资源的高效利用提供理论依据和技术参考。

本研究以具有重要经济价值的淡水鱼鲤鱼为研究对象，从鱼肌肉中分离、纯化基质金属蛋白酶(MMP)。利用质谱技术测定了MMP的部分肽片段氨基酸序列, 最终确定该酶为MMP-2, 并研究该酶的生物化学及食品学性质。分离纯化了Ⅰ和Ⅴ型胶原蛋白并从食品学角度研究了MMP-2对肌肉胶原蛋白和肌原纤维的降解作用。同时，利用分子生物学手段对鲤鱼的MMP-2进行分子克隆确定其一级结构序列。利用原核表达系统实现了重组鲤鱼MMP-2的体外表达，研究了该重组酶的酶学性质，并制备了多克隆抗体。研究在鱼体死后MMP-2酶活力和肌肉弹性的变化情况。此外，本课题还对鱼体死后肌肉软化密切相关的组织蛋白酶、肌原纤维结合型丝氨酸蛋白酶（MBSP）和脯氨酸内肽酶等作了较为深入的研究。本课题的研究成果有助于弥补我国在水产品加工利用基础理论研究方面的不足，为今后充分利用淡水鱼资源提供理论依据和技术参考。