基于蛋白质组学的新疆扁桃过敏原筛选鉴定及其抗原表位分析

Almond, mainly planted in Southern Xinjiang area, is an important member of nuts. Meanwhile, nuts are proved to be one of the original eight known food allergens. In order to objectively analyze the protein allergen substances in Xinjiang Almond, the study intends to apply proteomics technology to the research of almond. It will focus on the systemic analysis of Xinjiang typical almond whole proteome. Combined with new technology of peptide ligand library, more kinds of proteins in almond will probably be found. Next, research on the nutrition evaluation and the analysis of the nutritional functions on these identified proteins will proceed with bioinformatics techniques. Besides, two-dimensional gel electrophoresis and IgE immune technique will be used to screen those potential allergenic proteins and validate those new-found allergens. And then it will focus on analyzing and screening the major allergens in almond. It will continue to analyze the protein allergen epitopes in almond via phage display technology. That is to say, combining the almond monoclonal anti-allergen system technology and almond phage protein gene and gene fusion technology can help to identify the binding sites between almond allergy antibodies and antigens. What’s more, bioinformatics techniques are also used to locate and predicate its epitopes. By these comprehensive methods, it can fully and objectively discover the structural features of Xinjiang almond allergens. Furthermore, it will provide theoretical and technological guidance for the effective development and utilization of Xinjiang featured almond resources.

扁桃是坚果类的重要成员，在中国的主要产区为新疆南疆地区，同时坚果类是已知的八大食物过敏原之一，为客观分析新疆扁桃的蛋白过敏原物质，本研究拟将蛋白质组学技术应用于扁桃的研究中，对新疆典型品种的扁桃全蛋白质组进行分析，结合新型肽配体库技术，以期尽可能多的发现扁桃中的蛋白质，对鉴定出的蛋白质进行营养评价，并借助生物信息学手段对其营养功能进行分析；利用二维凝胶电泳技术、IgE免疫技术筛选扁桃中潜在的致敏性蛋白质，并对首次发现的新过敏原进行验证；分析和筛选扁桃主要过敏原；利用噬菌体展示技术对扁桃蛋白过敏原表位进行分析，即通过扁桃过敏原蛋白单克隆抗体制技术和扁桃蛋白基因与噬菌体基因融合技术以明确扁桃过敏蛋白抗体和抗原结合位点，并结合生物信息学技术手段对其抗原表位进行定位和预测，进而客观、全面识揭示新疆扁桃蛋白过敏原结构特征。进而为新疆特色扁桃资源的有效开发利用提供理论依据和技术指南。

扁桃是我国南疆地区的重要经济作物，同时坚果类蛋白是已知的八大食物过敏原之一，目前在新疆扁桃仁营养与功能方面研究刚刚起步，尤其是扁桃仁蛋白质的组成与结构功能文献报道较少。为客观分析新疆扁桃的蛋白过敏原物质，深入研究新疆扁桃仁蛋白质过敏特性及结构与功能特征，本研究以不同品种的新疆扁桃为对象，对本地区几种典型扁桃仁营养组成以及主要蛋白质的结构与功能特性等方面进行了研究，重点对其主要过敏蛋白质进行系统研究，获得了系统数据。项目完成了主栽品种新疆扁桃仁中蛋白质品质及其功能特性研究，探讨了脱脂粉和分离蛋白在结构与功能特性的差异。完成了对扁桃仁过敏的特定人群调查研究，获得了基础数据信息。通过LC-MS/MS联用技术（液相色谱-质谱联用仪）对新疆SC-1扁桃仁的全蛋白质组进行了测试分析，共鉴定出434种蛋白质，其中绝大多数蛋白质均为首次获得实验鉴定的蛋白质；并鉴定出5种扁桃仁过敏原蛋白质，包括：Pru du 1 （ACE80939.1和ACE80951.1）、Pru du 2 （ACE80958.1）、Pru du 3（ACE80966.1和 ACE80968.1）、Pru du 4（ACE80970.1）、Pru du 6（CAA55009.1和AGR27935.1）。采用Osborne蛋白质分级方法从新疆SC-1扁桃仁脱脂粉中分别提取得到了清蛋白（过敏原）、球蛋白和谷蛋白，并对比分析这三种蛋白质在结构和功能性质上的差异；完成了扁桃仁主要过敏原蛋白质——清蛋白的分离纯化及结构与功能特性研究。通过对扁桃过敏原蛋白结构与过敏特性客观、全面地研究，为新疆特色扁桃资源的有效开发利用提供了理论依据和技术支撑。