鹰嘴豆α-淀粉酶抑制剂酶学特性及合成的分子调控机制

淀粉酶抑制剂在许多行业都有着重要开发价值。鹰嘴豆是世界第三大豆科作物，在新疆已有2500年的种植历史，是我国维吾尔族人民喜爱的一种副食品，也是维吾尔族常用药材。以前期研究中我们首先发现的鹰嘴豆贮藏蛋白质类α-淀粉酶抑制剂为对象，本项目将进一步：(1)探明其编码基因的序列和结构，明确其是否为贮藏球蛋白基因Q9SMJ4所编码，进而明确其合成过程中在基因、转录后加工和翻译后加工三个水平上的调控机制，阐明其在分子生物学上的学术意义；(2)探明其全长氨基酸序列，解析其结构，明确其属哪类抑制剂；探明其酶学特性以及对不同来源α-淀粉酶的抑制作用；(3)以其构建真核表达载体，转化酵母和模式植物，探明转基因获得的目标蛋白是否具有抑制活性及其酶学特性。这不仅可为鹰嘴豆的开发利用提供思路，还可为其α-淀粉酶抑制剂在医药和保健食品行业、生物制药、生物农药开发以及作物抗病虫基因工程育种等方面应有提供理论和基因基础。

α-淀粉酶 (EC.3.2.1.1)是一类用途十分广泛、分布于动物(唾液、胰脏等)、植物及微生物体内的水解酶。α-淀粉酶抑制剂可用于开发糖尿病人专用食品，减肥药，食品添加剂等；在生物农药上，可为设计新型无毒无污染抗虫、抗菌药物，减少环境污染等提供良好的实验材料，在作物品质育种方面，可为转基因抗病虫农作物新品种的培育提供基因源。因此，深入研究植物来源的蛋白质类α-淀粉酶抑制剂，既具有重要的理论意义，又具有广阔的应用前景。鹰嘴豆是世界第三大豆科作物，在新疆已有2500年的种植历史，是我国维吾尔族人民喜爱的一种副食品，也是维吾尔族常用药材。以前期研究中我们首先发现的鹰嘴豆贮藏蛋白质类α-淀粉酶抑制剂为对象，本项目首先建立了鹰嘴豆种子蛋白类α-淀粉酶抑制剂分离纯化方法，包括籽粒筛选→ 籽粒粉碎→ 豆粉过筛 → 提取液初步提取蛋白 → 适温处理沉淀杂蛋白 → 硫酸铵盐分级沉淀蛋白（ASP）→ 离子交换色谱(IEC)→高效液相反相色谱分离等过程，采用该方法可分离得到2种蛋白类α-淀粉酶抑制剂。一种为鹰嘴豆清蛋白（CA），分子量约为25.0 kDa，具植物凝集素作用，其在NCBI中基因序列号为gi|339961380；另一种为鹰嘴豆球蛋白（CL），分子量约为60.0 kDa，其在NCBI中基因序列号为gi|75266099。同时我们分别从对不同来源淀粉酶的抑制、不同(pH、温度、反应时间等)条件下抑制活性等方面，对这2种蛋白具有的α-淀粉酶抑制剂的酶学特性进行了研究。进而分别克隆到这2种蛋白的完整基因序列及ORF序列，解析了这2种蛋白的氨基酸序列信息，运用生物信息学软件对这2种蛋白的基本结构组成及基本生物学信息进行了研究。