作者专栏 | 大连民族大学弓晓杰组揭示红鳍东方鲀在冻存条件下的质量变化机制

景杰学术 | 报道

勾萌辽宁师范大学生命科学学院 | 撰文

发布时间：2020年5月7日

题目：Protein biomarkers associated with frozen Japanese puffer fish (Takifugu rubripes) quality traits（与冷冻日本河豚Takifugu rubripes品质性状相关的蛋白质生物标记）

期刊：Food Chemistry

影响因子：6.306

作者及单位：弓晓杰课题组-大连民族大学

主要结论：河豚肌肉的品质变化与氧化还原通路有很强的相关性，且和其他物种相比，相关通路蛋白的变化程度更大。

我们今天特别邀请到本文作者之一勾萌老师，为大家分享该研究的主要内容。

红鳍东方鲀是一个新兴的养殖品种，味道鲜美，同时因为“冒死吃河豚”的俗语又多了几分神秘。由于河豚的主要食用方法为生食，故市场上对其品质要求很高，长时间冰冻后的河豚口感显著下降，导致其运输成本和售价一直居高不下。目前一些研究者致力于改善河豚的贮藏和运输条件，降低其运输成本，使这种美食可以走进千家万户。

近日，大连民族大学弓晓杰课题组在食品科学领域专业期刊Food Chemistry上发表了“Protein biomarkers associated with frozen Japanese puffer fish (Takifugu rubripes) quality traits” 的研究论文，利用串联质谱（TMT）标记的定量蛋白质组学方法，分别对河豚在冰鲜、短期冷冻和长期冷冻后的肌肉组织蛋白质组进行了研究，揭示了河豚肌肉在短期和长期冰冻中品质变化的分子机制，并为改善河豚的贮存和运输提供了新的思路。景杰生物为该研究的蛋白质组学定量提供了技术支持。

实验思路

使用TMT的10标试剂盒将样本分成三组，N组为新鲜河豚，F14和F60分别代表了市场上常见的两种冷冻河豚的规格（冷冻14天和冷冻60天），每组三次重复实验。

从鉴定到的差异蛋白中寻找于河豚品质相关的潜在Biomarker

用Western Blot进行验证

图1 实验设计流程图

文献速读

1、新鲜和冰冻河豚肌肉的差异蛋白分析

作者交叉比较了N组和F14，N组和F60，以及F14组和F60的差异。结果发现，F60组和N组的差异蛋白数远大于F14组和N组，该结果符合河豚品质随冷冻时间延长而下降的现象（图2）。但值得注意的是，各组的个体差异较大，提示蛋白质组学中重复性实验的必要性。现在基本的实验都需要3次重复，实际从实验中的经验看，对体重比较大的样本（河豚平均重量超过2千克），至少要做到5次重复才能基本消除个体差异带来的误差。

图2 新鲜河豚和冷冻河豚肌肉的差异蛋白

2、差异蛋白与河豚肌肉品质参数之间的相关性研究

将鉴定到的差异蛋白与河豚肌肉的PH值、色泽、硬度、弹性和咀嚼度等相关因素做皮尔森相关分析，从中寻找和河豚品质相关的潜在Biomarker，这些Biomarker有望为河豚的贮存、运输以及遗传育种提供参考（图3）。

图3 差异蛋白和河豚肌肉品质参数之间的相关性

3、河豚品质相关Biomarker的WB验证

为了验证蛋白质组学分析发现的潜在Biomarker，研究者选择了4个蛋白进行了WB验证，其中既包含了上调蛋白也包含了下调蛋白。结果发现4个蛋白的WB水平均和蛋白质组学结果相符，且均和氧化还原通路有关（图4A, B）。此结果表明，河豚肌肉的品质变化和氧化还原通路有很强的相关性，且和其他物种相比，相关通路蛋白的变化程度更大。可以从某种程度上解释为何冰冻河豚的口感急剧下降。

图4 河豚品质相关Biomarker的WB验证

小结与展望

本文利用TMT标记定量蛋白质组学的方法，证明了河豚肌肉品质在冰冻状态下的显著下降与氧化还原通路密切相关，且这种下降比鲤鱼和虾的幅度更大。同时发现了多种与河豚品质相关的潜在Biomarker。未来如果能在河豚运输过程中抑制氧化还原通路，则可以延长河豚的保鲜时间，降低其损耗和运输成本，让河豚这种昂贵的食物进一步平民化，成为普通百姓也能消费得起的寻常美食。

本研究中的TMT蛋白质组学定量技术由景杰生物提供技术支持，感谢大连民族大学弓晓杰课题组的信任与支持！

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参考文献：

1. He, J., et al. 2019. Proteomic responses to oxidative damage in meat from ducks exposed to heat stress. Food Chemistry.

2. Fan, L., et al. 2013. Comparative proteomic identification of the hemocyte response to cold stress in white shrimp, Litopenaeus vannamei. Journal of Proteomics.

3. Ji, C., et al. 2019. Comparative transcriptome profiling of tuberous roots of two sweet potato lines with contrasting low temperature tolerance during storage. Gene.

4. Plubell, D., et al. 2017. Extended multiplexing of tandem mass tags (TMT) labeling reveals ageand high fat diet specifc proteome changes in mouse epididymal adipose tissue. Molecular & Cellular Proteomics.

5. Men, L., et al. 2020. Protein biomarkers associated with frozen Japanese puffer fish (Takifugu rubripes) quality traits. Food Chemistry.

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