CN106243188A - 火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法 - Google Patents

火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,将火龙果肉质茎段粉碎后加入蛋白裂解剂,进行冰上裂解40~60min,然后进行间歇超声波破碎,向上层粘液中再次加入蛋白裂解剂,进行冰上裂解10~30min,得到上层清液,加入预冷后的丙酮,于‑20℃沉淀过夜,得到含胶状粘稠物的蛋白沉淀,再次加入预冷后的丙酮,轻摇震荡,得到蛋白沉淀,自然状态下晾干,加入蛋白裂解剂,用质粒提取吸附柱过滤,下层即得总蛋白质;所述的蛋白裂解剂为添加有蛋白质抑制剂的蛋白裂解液。本发明能够得到清澈的总蛋白质溶液,实现了火龙果肉质茎段总蛋白质的高效提取,适宜应用于蛋白质组学分析,同时适用于其它肉质植物的总蛋白质提取。

Description

火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法
技术领域
本发明涉及蛋白质的提取技术领域。更具体地说,本发明涉及一种火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法。
背景技术
火龙果(Dragon fruit)是仙人掌科(Cactaceae)量天尺属(Hylocereus undatus)植物的果实,火龙果的茎深绿色,粗壮,三棱状,棱边缘有刺座,花大型,浆果长圆形,其果实营养丰富,富含一般植物少有的花青素、甜菜苷、植物白蛋白等,以及丰富的维生素和水溶性膳食纤维,具有防癌、抗氧化、增强免疫力等多种功效,已成为一种新奇、优良的绿色保健食品,特别是红皮红肉型火龙果,每千克售价一般在30~40元,具有很高的经济价值。尽管国外对火龙果的研究报道较多,但大多数研究集中在火龙果的繁殖、栽培、食品加工、生理机能、果皮色素等方面,而相关机理少有研究,特别是通过蛋白质组学研究其相关机理的报道更少,植株的蛋白质有效成分研究尚未见报道。
由于火龙果属于肉质植物,其茎段的细胞组织营养成分不同于一般植物的特点,它里面除了含有植物中常见的粗蛋白、糖类、微量元素等外,还含有丰富的维生素和水溶性膳食纤维(此类纤维吸水后其体积会加大膨胀,并产生凝胶状物质)及一般植物少有的花青素等,蛋白质提取有一定的难度,提取过程容易出现上清液粘稠无法分离的现象,因为蛋白样品中含有大量的多糖类物质,用传统的总蛋白质提取方法,在上清和沉淀物之间出现大量粘稠透明的胶状物质,无法获得较好的分离。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,其能够得到清澈的总蛋白质溶液,实现了火龙果肉质茎段总蛋白质的高效提取,适宜应用于蛋白质组学分析,同时适用于其它肉质植物的总蛋白质提取。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,将火龙果肉质茎段粉碎后加入蛋白裂解剂,进行第一次冰上裂解40~60min,然后进行间歇超声波破碎,一次离心分层,向上层粘液中再次加入蛋白裂解剂,进行第二次冰上裂解10~30min,二次离心分层,得到上层清液,加入预冷后的丙酮,于-20℃沉淀过夜,三次离心分层,得到含胶状粘稠物的蛋白沉淀,再次加入预冷后的丙酮,轻摇震荡,四次离心分层,得到蛋白沉淀,自然状态下晾干,加入蛋白裂解剂,用质粒提取吸附柱过滤,五次离心分层,下层即得总蛋白质;
所述的蛋白裂解剂为添加有蛋白质抑制剂的蛋白裂解液,添加量为每mL蛋白裂解液中添加10μL蛋白质抑制剂。
优选的是,所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,火龙果肉质茎段粉碎是通过向火龙果肉质茎段中加入聚乙烯吡咯烷酮,液氮研磨至粉末状得到。
优选的是,所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,第一次冰上裂解的蛋白裂解剂添加量为每克火龙果肉质茎段中添加3~5mL蛋白裂解剂,第二次冰上裂解的蛋白裂解剂添加量为每克火龙果肉质茎段中添加2~3mL蛋白裂解剂。
优选的是,所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,一次离心、二次离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,三次离心、四次离心的条件为转速5000rpm/min处理15min,五次离心的条件为4000rpm/min离心3~5min。
优选的是,所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,预冷后的丙酮的添加量为3倍体积。
优选的是,所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,预冷后的丙酮中添加有0.1倍体积的离子液体,离子液体经过预处理:向[EMIM]+[BF4]-中送入高压CO2,置于60℃、3MPa的环境中保持1h,然后抽真空,并将[EMIM]+[BF4]-转移至于-4℃环境中冷冻。
优选的是,所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,粉碎后的火龙果肉质茎段在加入蛋白裂解剂前,经过预处理:将粉碎后的火龙果肉质茎段浸入质量分数为20%的盐水,进行电击处理,电击时间15s,电击电压为220V、脉冲频率为500MHz,静置30min。
本发明至少包括以下有益效果:
第一、本发明通过多次添加裂解液和预冷后的丙酮,以增加得率,采用质粒提取吸附柱过滤,以分离粘稠透明的胶状物质,能够得到清澈的总蛋白质溶液,实现了火龙果肉质茎段总蛋白质的高效提取,适宜应用于蛋白质组学分析,同时适用于其它肉质植物的总蛋白质提取;
第二、丙酮中添加预处理后的离子液体,抑制蛋白质溶入从而沉淀,高压CO2高温下溶解于离子液体中,抽真空增大孔隙率,低温冷冻后与丙酮合并,更好溶解糖类、微量元素、水溶性膳食纤维等,从而分离蛋白质;
第三、将粉碎后的火龙果肉质茎段浸入盐水,用电击进行良性刺激,能够帮助激活火龙果肉质茎段各类物质,刺激各类物质的溶出和分离,更好进行蛋白质的冰上裂解。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为实施例4的电泳条带图;
图2为实施例1~3的电泳条带图;
图3为对比例的电泳条带图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是,下述实施方案中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
<实施例1>
一种火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,包括以下步骤:
1)取3g新鲜幼嫩的火龙果茎段,加入1g聚乙烯吡咯烷酮(PVP),液氮研磨至粉末状;
2)取磨碎后的火龙果茎段,置于15mL离心管中,加入蛋白裂解剂,添加量为每克火龙果茎段加入3mL蛋白裂解剂,蛋白裂解剂为每毫升蛋白裂解液中添加10μL蛋白质抑制剂,进行第一次冰上裂解40min;
3)将第一次裂解后的样品进行间歇超声波破碎,一次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到上层粘液;
4)将步骤3)得到的上层粘液中再次加入蛋白裂解剂,添加量为每克火龙果肉质茎段中添加2mL蛋白裂解剂,蛋白裂解剂为每毫升蛋白裂解液中添加10μL蛋白质抑制剂,进行第二次冰上裂解10min,离心分层,二次离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到上层清液;
5)将步骤4)得到的上层清液加入3倍体积的预冷后的丙酮,于-20℃沉淀过夜,三次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到含胶状粘稠物的蛋白沉淀;
6)将步骤5)得到的含胶状粘稠物的蛋白沉淀再次加入3倍体积的预冷后的丙酮,轻摇震荡3min,四次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到蛋白沉淀,自然状态下晾干,加入蛋白裂解剂溶解,蛋白裂解剂为每毫升蛋白裂解液中添加10μL蛋白质抑制剂;
7)将步骤6)得到的溶解液用质粒提取吸附柱过滤,五次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速4000rpm/min处理15min,下层即得总蛋白质。
<实施例2>
一种火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,包括以下步骤:
1)取5g新鲜幼嫩的火龙果茎段,加入1g PVP,液氮研磨至粉末状;
2)取磨碎后的火龙果茎段,置于15mL离心管中,加入蛋白裂解剂,添加量为每克火龙果茎段加入5mL蛋白裂解剂,蛋白裂解剂为每毫升蛋白裂解液中添加10μL蛋白质抑制剂,进行第一次冰上裂解60min;
3)将第一次裂解后的样品进行间歇超声波破碎,一次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到上层粘液;
4)将步骤3)得到的上层粘液中再次加入蛋白裂解剂,添加量为每克火龙果肉质茎段中添加3mL蛋白裂解剂,蛋白裂解剂为每毫升蛋白裂解液中添加10μL蛋白质抑制剂,进行第二次冰上裂解30min,离心分层,二次离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到上层清液;
5)将步骤4)得到的上层清液加入3倍体积的预冷后的丙酮,于-20℃沉淀过夜,三次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到含胶状粘稠物的蛋白沉淀;
6)将步骤5)得到的含胶状粘稠物的蛋白沉淀再次加入3倍体积的预冷后的丙酮,轻摇震荡3~5min,四次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到蛋白沉淀,自然状态下晾干,加入蛋白裂解剂溶解,蛋白裂解剂为每毫升蛋白裂解液中添加10μL蛋白质抑制剂;
7)将步骤6)得到的溶解液用质粒提取吸附柱过滤,五次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速4000rpm/min处理15min,下层即得总蛋白质。
<实施例3>
一种火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,包括以下步骤:
1)取4g新鲜幼嫩的火龙果茎段,加入1g PVP,液氮研磨至粉末状;
2)取磨碎后的火龙果茎段,置于15mL离心管中,加入蛋白裂解剂,添加量为每克火龙果茎段加入3~5mL蛋白裂解剂,蛋白裂解剂为每毫升蛋白裂解液中添加10μL蛋白质抑制剂,进行第一次冰上裂解50min;
3)将第一次裂解后的样品进行间歇超声波破碎,一次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到上层粘液;
4)将步骤3)得到的上层粘液中再次加入蛋白裂解剂,添加量为每克火龙果肉质茎段中添加2.5mL蛋白裂解剂,蛋白裂解剂为每毫升蛋白裂解液中添加10μL蛋白质抑制剂,进行第二次冰上裂解20min,离心分层,二次离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到上层清液;
5)将步骤4)得到的上层清液加入3倍体积的预冷后的丙酮,于-20℃沉淀过夜,三次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到含胶状粘稠物的蛋白沉淀;
6)将步骤5)得到的含胶状粘稠物的蛋白沉淀再次加入3倍体积的预冷后的丙酮,轻摇震荡3~5min,四次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,得到蛋白沉淀,自然状态下晾干,加入蛋白裂解剂溶解,蛋白裂解剂为每毫升蛋白裂解液中添加10μL蛋白质抑制剂;
7)将步骤6)得到的溶解液用质粒提取吸附柱过滤,五次离心分层,离心的条件为温度低于4℃、转速4000rpm/min处理15min,下层即得总蛋白质。
<实施例4>
一种火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,步骤同实施例3,区别点在于,
步骤2)中,粉碎后的火龙果肉质茎段在加入蛋白裂解剂前,经过预处理:将粉碎后的火龙果肉质茎段浸入质量分数为20%的盐水,进行电击处理,电击时间20s,电击电压为220V、脉冲频率为500MHz,静置30min;
步骤5)和步骤6)中,预冷后的丙酮中添加有0.1倍体积的离子液体,离子液体经过预处理:向[EMIM]+[BF4]-中送入高压CO2,置于60℃、3MPa的环境中保持1h,然后抽真空,并将[EMIM]+[BF4]-转移至于-4℃环境中冷冻。
<对比例>
一种火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,采用常规提取果实蛋白质的方法,包括以下步骤:
1)取4g新鲜幼嫩的火龙果茎段,加入1g PVP,液氮研磨至粉末状;
2)取磨碎后的火龙果茎段,置于15mL离心管中,加入添加有蛋白质抑制剂的蛋白裂解液,进行冰上裂解50min;
3)将裂解后的样品进行间歇超声波破碎,离心分层,得到上层产品;
4)将步骤3)得到的上层产品加入预冷后的丙酮,于-20℃沉淀过夜,离心分层,得到蛋白沉淀;
5)将步骤4)得到的蛋白沉淀自然状态下晾干,加入添加有蛋白质抑制剂的蛋白裂解液,离心分层,下层即得总蛋白质。
<电泳试验>
将实施例1~4、对比例制备的总蛋白质按照以下方法进行蛋白电泳实验:
实施例4的电泳条带图如图1所示,实施例1~3的电泳条带图从右至左如图2所示,对比例的电泳条带图如图3所示(重复多次),
实施例4的条带表明,所提取的蛋白最丰富,各级蛋白分子量多于实施例3多于实施例1、2多于对比例,且实施例4的蛋白条带更跑得开更清晰,对比明显,蛋白分离效果更好。
<蛋白质含量检测定量实验>
采用微量BCA蛋白含量检测试剂盒进行蛋白定量检测:
(1)试剂盒组份,如表1所示:
表1
(2)操作步骤
A.酶标板操作
1.标准曲线的绘制:取一块酶标板,按照表2加入试剂;
表2
孔号 0 1 2 3 4 5 6 7
蛋白标准溶液(μL) 0 1 2 4 8 12 16 20
去离子水(μL) 20 19 18 16 12 8 4 0
对应蛋白含量(μg) 0 0.5 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
2.根据样品数量,按50体积BCA试剂A加1体积BCA试剂B(50:1)配制适量BCA工作液,充分混匀;
3.各孔加入等体积的溶液C,95℃水浴5min;
4.各孔加入200μL BCA工作液;
5.把酶标板放在振荡器上振荡30s,37℃放置30min,然后在562nm下比色测定。以蛋白含量(μg)为横坐标,吸光值为纵坐标,绘出标准曲线;
6.稀释待测样品至合适浓度,使样品稀释液总体积为20μL,加入等体积溶液C,95℃水浴5min,加入BCA工作液200μL,充分混匀,37℃放置30min后,以标准曲线0号管作参比,在562nm波长下比色,记录吸光值;
7.根据所测样品的吸光值,在标准曲线上即可查得相应的蛋白含量(μg),除以样品稀释液总体积(20μL),乘以样品稀释倍数即为样品实际浓度(单位μg/μL)。
B.分光光度计测定
1.标准曲线的绘制:各管按照表3加入试剂;
表3
孔号 0 1 2 3 4 5 6 7
蛋白标准溶液(μL) 0 5 10 20 40 60 80 100
去离子水(μL) 100 95 90 80 60 40 20 0
对应蛋白含量(μg) 0 2.5 5.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0
2.根据样品数量,按50体积BCA试剂A加1体积BCA试剂B(50:1)配制适量BCA工作液,充分混匀;
3.各管加入等体积的溶液C,95℃水浴5min;
4.各管加入1000μL BCA工作液;
5.各管充分混匀,37℃放置30min,然后在562nm下比色测定。以蛋白含量(μg)为横坐标,吸光值为纵坐标,绘出标准曲线;
6.稀释待测样品至合适浓度,样品稀释液总体积为100μL,加入等体积溶液C,95℃水浴5min;
7.加入BCA工作液1000μL,充分混匀,37℃放置30min后,以标准曲线0号管作参比,在562nm波长下比色,记录吸光值;
8.根据所测样品的吸光值,在标准曲线上即可查得相应的蛋白含量(μg),除以样品稀释液总体积(100μL),乘以样品稀释倍数即为样品实际浓度(单位μg/μL)。
实验结果表明,实施例1~4的蛋白质浓度为2.035μg/μL、1.932μg/μL、2.536μg/μL、2.968μg/μL,显著高于对比例的0.936μg/μL。
实验过程中,实施例1~4得到清澈的总蛋白质溶液,对比例的步骤5)中,在上清和沉淀物之间出现大量粘稠透明的胶状物质,对离心分层造成一定的困难,无法获得较好的分离。说明本发明的方法实现了火龙果肉质茎段总蛋白质的高效提取,适宜应用于蛋白质组学分析。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (7)

1.一种火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,其特征在于,将火龙果肉质茎段粉碎后加入蛋白裂解剂,进行第一次冰上裂解40~60min,然后进行间歇超声波破碎,一次离心分层,向上层粘液中再次加入蛋白裂解剂,进行第二次冰上裂解10~30min,二次离心分层,得到上层清液,加入预冷后的丙酮,于-20℃沉淀过夜,三次离心分层,得到含胶状粘稠物的蛋白沉淀,再次加入预冷后的丙酮,轻摇震荡,四次离心分层,得到蛋白沉淀,自然状态下晾干,加入蛋白裂解剂,用质粒提取吸附柱过滤,五次离心分层,下层即得总蛋白质;
所述的蛋白裂解剂为添加有蛋白质抑制剂的蛋白裂解液,添加量为每mL蛋白裂解液中添加10μL蛋白质抑制剂。
2.如权利要求1所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,其特征在于,火龙果肉质茎段粉碎是通过向火龙果肉质茎段中加入聚乙烯吡咯烷酮,液氮研磨至粉末状得到。
3.如权利要求1所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,其特征在于,第一次冰上裂解的蛋白裂解剂添加量为每克火龙果肉质茎段中添加3~5mL蛋白裂解剂,第二次冰上裂解的蛋白裂解剂添加量为每克火龙果肉质茎段中添加2~3mL蛋白裂解剂。
4.如权利要求1所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,其特征在于,一次离心、二次离心的条件为温度低于4℃、转速5000rpm/min处理15min,三次离心、四次离心的条件为转速5000rpm/min处理15min,五次离心的条件为4000rpm/min离心3~5min。
5.如权利要求1所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,其特征在于,预冷后的丙酮的添加量为3倍体积。
6.如权利要求1所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,其特征在于,预冷后的丙酮中添加有0.1倍体积的离子液体,离子液体经过预处理:向[EMIM]+[BF4]-中送入高压CO2,置于60℃、3MPa的环境中保持1h,然后抽真空,并将[EMIM]+[BF4]-转移至于-4℃环境中冷冻。
7.如权利要求6所述的火龙果肉质茎段的总蛋白质提取方法,其特征在于,粉碎后的火龙果肉质茎段在加入蛋白裂解剂前,经过预处理:将粉碎后的火龙果肉质茎段浸入质量分数为20%的盐水,进行电击处理,电击时间15s,电击电压为220V、脉冲频率为500MHz,静置30min。
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