免费文献传递   相关文献

Major constituent proteins in donkey hide and their interaction

驴真皮中主要蛋白的组成及其相互作用的研究



全 文 :驴真皮中主要蛋白的组成及其相互作用的研究
李 昊1,黄美娟2,张少权1,叶铭宇1,饶平凡1
(1福州大学 生物工程研究所,福建 福州 350002;
2福建省医科大学 附属协和医院,福建 福州 350001)
[摘要] 目的:分析阿胶主要原料驴真皮中的主要构成蛋白,研究其相互作用,揭示其分子构成,为阐明阿胶
作用机制的研究提供实验依据。方法:分别使用TriPure试剂和通过1%聚丙烯酰胺(SDS)煮沸驴的真皮,提取驴皮
中总蛋白质,再使用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质,割胶提取蛋白质,使用毛细管色谱进一步分析蛋白组分。结
果:发现驴真皮中主要蛋白质不仅含有胶原蛋白α1(Ⅰ)型、α2(Ⅰ)型,而且还含有血清白蛋白,其中,用 TriPure试剂
提取蛋白质的总蛋白中,血清白蛋白的含量超过25%;用1% SDS煮沸的总蛋白中,血清白蛋白的含量约20%,并
且发现在凝胶电泳带中有2条明显的分子质量为20万左右的蛋白质,割胶提取该蛋白质经过毛细管色谱分析,发
现是胶原蛋白与血清白蛋白结合的产物。结论:血清白蛋白是驴真皮中的主要蛋白组分,驴血清白蛋白有可能对
于阿胶补血的功能起到比普遍认为胶原蛋白更为重要的作用。
[关键词] TriPure试剂;聚丙烯酰胺凝胶电泳;驴真皮;蛋白质组成
[中图分类号]R282.74;Q513 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2006)08065905
[收稿日期] 20060109
[通讯作者] 饶平凡,Tel:(0591)87893047,83732462
而阿胶的原材料来自于马科动物驴的皮,通常
的情况下是把驴皮煎熬浓缩成干燥的胶块[1]。阿胶
主要功能有补血滋阴,润燥,止血,用于血虚萎黄,眩
晕心悸,肌痿无力,心烦不眠,虚风内动,肺燥咳嗽,
劳嗽咯血,吐血尿血,便血崩漏,妊娠胎痛[2,3]。我
国现代科研人员对阿胶及有关制剂的作用进行了许
多研究[46]。对于阿胶的有效成分的研究,特别是阿
胶的补血、止血等功能的研究普遍认为主要是胶原
蛋白的作用[7]。
本研究中阿胶制备工艺是去掉皮的表皮组织和
皮下脂肪,真正作为原材料的是驴的真皮。有文献
报道,动物真皮中主要蛋白质的组成是胶原蛋白α1
(Ⅰ),α2(Ⅰ)型[8,9]。对于驴真皮的深入研究至今尚
未见到报道。本研究主要对驴真皮中主要蛋白的组
成进行了研究,结果发现不仅含有胶原蛋白,还含有
一定量的血清白蛋白,并且由试验推测出胶原蛋白
与血清白蛋白以两两结合的方式存在。
1 仪器与材料
美国Beckman离心机,美国ABI476型蛋白质测
序仪,美国PE公司173A型毛细管色谱仪,美国 Ko
dak凝胶成像系统Logic100。
驴皮采自辽宁省沈阳市郊区,驴属于壮年期 5
岁的驴,处于该年龄的驴后背皮中的蛋白质含量较
高,宰杀放血直到把血液放尽后取皮。TriPure分离
试剂为美国 RocheDiagnosticsCorporation出售。乙
醇、异丙醇、三氯甲烷、冰醋酸、聚丙烯酰胺(SDS)和
盐酸胍均为分析纯。
2 方法
21 原材料制备 取新鲜驴后背皮一块,用刮刀机
械去表皮和皮下脂肪,获得真皮。把真皮剪碎,放到
研钵里,一边加入液氮一边研磨,最后成粉状,置于
-20℃的温度下待用。
22 采用TriPure试剂提取驴真皮中总蛋白质 每
80mg的粉状真皮组织加入 1mL的 TriPure试剂。
把样品分别装入15mL的离心管中。在4℃ 的温
度下,12000×g离心10min,取含有蛋白质的上清
液。室温放置5min。在每个离心管中加入 02mL
的三氯甲烷,盖紧盖子,激烈摇动15s,室温放置10
min。在4℃的温度下,10000×g离心15min,样品
分3层,小心去掉上清液,取中间层和红色的液体。
在每个离心管中加入03mL的100%的乙醇,盖紧
盖子,倒转几次以便彻底混合。室温放置3min,在4
℃的温度下,2000×g离心5min,取上清。把装有
上清液的15mL离心管中的液体等量分装,在每个
离心管中加入075mL的异丙醇,盖紧盖子,倒转几
·956·
第31卷第8期
2006年4月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol31,Issue 8
April,2006
次以便彻底混合。室温放置 10min使蛋白质沉淀
形成。在4℃的温度下,12000×g离心10min,弃
上清。
把沉淀蛋白质粒子洗脱。首先,在每个离心管
中加入1mL03mol·L-1的溶于95%乙醇中的盐酸
胍,抽吸重悬混合,在室温下放置20min。在4℃的
温度下,7500×g离心 5min,弃上清。重复洗脱 3
次。在每个盛有蛋白质颗粒的离心管中加入 1mL
100%乙醇,涡流洗脱蛋白质颗粒。室温放置 20
min,在 4℃温度下,7500×g离心 5min,弃上清。
空气干燥去除残余的乙醇。把蛋白质颗粒用1%聚
丙烯酰胺(SDS)溶解,并放入到50℃水浴中促进溶
解,得蛋白质溶液备用。
23 采用1%SDS煮沸驴的真皮,提取驴真皮中总
蛋白质 取制备的驴真皮粉末 80mg加入到 1mL
1%SDS中,100℃ 水浴过夜,间歇搅拌使得固体蛋
白完全溶解,10000×g离心10min去杂质。
24 样品的纯化 参照 Laemmli[10]方法进行聚丙
烯酰胺电泳分离蛋白质。采用不连续胶系统,4%浓
缩胶和 75%分离胶,再考马斯亮蓝法染色。退色
以后根据蛋白质的分离情况,依次割取主要单一蛋
白条带,共获得 3条带,分别装入 15mL的离心管
中,漂洗3次,各2h。
加入抽提液01mol·L-1NaAc和01% SDS混
合液至淹没胶面,用稀醋酸调 pH至 845,抽提过
夜。10000×g离心取上清。
25 序列测定 把电泳带中与标准蛋白的牛血清
白蛋白相近的驴蛋白带割胶提纯后,取上清液用来
N端测序,测序方法使用EDMAN化学降解法。
26 毛细管色谱分析 95%乙腈和0085%TFA作
为洗脱液,含量梯度从 5%至 85%,01% TFA为平
衡缓冲液。上样量40μL,流速10μL·min
-1,检测波
长214nm。
3 结果
31 采用TriPure试剂提取驴真皮中总蛋白质 取
22中制备的总蛋白质液体 10μL,制备含量为
75%的凝胶电泳,发现如此方法提取的总蛋白质中
主要含有 3种蛋白质,通过和已知动物皮[8,9]中胶
原蛋白α1(Ⅰ),α2(Ⅰ)型中显示的位置比较,很明
显,图1所示的位置较高的2条蛋白质条带分别是
胶原蛋白α1(Ⅰ),α2(Ⅰ)型;从图中亦观察到那条和
作为标准蛋白的牛血清白蛋白几乎在同一个位置出
现的驴皮中的蛋白,推测该蛋白可能是血清白蛋白,
并且该蛋白的含量明显高于其他2种蛋白。把这3
种主要蛋白和标准蛋白比较并计算,其分子质量分
别为128800,122500和64500(表1)。通过凝胶成
像系统自动检测的带密度与带面积的计算值,计算
得出胶原蛋白α1(Ⅰ)型占总含量的703%,胶原蛋
白α2(Ⅰ)占总含量的448%,而预测的血清白蛋白
占总含量的259%,三者的质量比率为157∶1∶58。
表1 采用TriPure试剂提取驴真皮主要
蛋白质分子质量的标定
蛋白质种类 分子质量 迁移率
标准蛋白质 肌球蛋白重链 200000 0209
钙调素结合蛋白 130000 0365
兔磷酸化酶B 97400 0504
牛血清白蛋白 66200 0713
兔肌动蛋白 43000 0930
预测蛋白质 驴胶原蛋白α1(Ⅰ)型 128800 0374
驴胶原蛋白α2(Ⅰ)型 122500 0417
驴血清白蛋白 64500 0722
图1 TriPure试剂提取总蛋白质的
电泳结果
1蛋白质标准品;2总蛋白质分离图谱
32 序列测定比对结果 利用EDMAN降解法测得
割胶提纯的64500组分的 N端起始氨基酸序列为
DTHKSE。把该序列输入到NCBI蛋白质数据库中搜
索分析比对,结果找到 4个与此起始序列相似性达
到100% 的源于驴、马、牛和羊的血清白蛋白序
列[1114](表2),据此判定驴真皮中蛋白质组成中此
组分是血清白蛋白。并把驴血液中分离纯化的血清
白蛋白以同样条件进行聚丙烯酰胺凝胶电泳后割
胶,和皮中的血清白蛋白进行毛细管血清分析,2个
峰完全重叠,结果如图2所示。
33 采用1%SDS煮沸驴真皮提取总蛋白质 把粉
末状的驴真皮放入到 1%SDS中,100℃水浴过夜,
取出5μL溶液作 SDSPAGE,结果如图 3所示。很
·066·
第31卷第8期
2006年4月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol31,Issue 8
April,2006
表2 NCBI蛋白质数据库中分析比对结果
蛋白质物种 序列片段
驴血清白蛋白 DTHKSEIAHRFNDLGEKHFKGLVLVAFSQYLQQC
马血清白蛋白 DTHKSEIAHRFNDLGEKHFKGLVLVAFSQYLQQC
牛血清白蛋白 DTHKSEIAHRFKDLGEEHFKGLVLIAFSQYLQQC
羊血清白蛋白 DTHKSEIAHRFNDLGEENFQGLVLIAFSQYLQQC
图2 割胶提纯后毛细管色谱结果
1血液;2皮
明显,此种方法提取的总蛋白不仅含有和 31中同
样位置的胶原蛋白、血清白蛋白,在上端还发现有2
条比较明显的蛋白带,而这 2条带是 31的结果中
没有明显痕迹的蛋白带,为此,通过凝胶成像系统软
件得到每条蛋白带的平均密度和蛋白带的面积以及
计算出来的各个条带的分子质量。其中标记为2,3
号的蛋白带的分子质量分别为 193800和 187500。
由计算结果观察出该分子质量刚好和胶原蛋白α1
(Ⅰ)型与血清白蛋白的分子质量的总和193300,胶
原蛋白α2(Ⅰ)型与血清白蛋白的分子质量的总和
187000相差无几,在误差允许范围内二者相同。通
过各条带密度和带面积的乘积值的比率,计算出条
带2占总含量的36%,条带3占总含量的65%,条
带4胶原蛋白α1(Ⅰ)型占总含量的 126%,条带 5
胶原蛋白α2(Ⅰ)型占总含量的1167%,条带9血清
白蛋白占总含量的196%,而胶原蛋白α1(Ⅰ)型、α2
(Ⅰ)型和血清白蛋白的比率为108∶1∶168。
图3 SDS方法提取总蛋白质的电泳结果
凝胶成像系统自动寻找出蛋白质条带,标记为1~10,其中2~4,
5,9条带标记的平均密度和带面积的乘积分别是 102930,21
4380,398840,367130,626830
34 毛细管色谱分析结合蛋白 把图3中的血清白
蛋白条带和上端2条蛋白带以及胶原蛋白的2条带
割胶提纯后,采用毛细管色谱分析,结果如图4、图5
所示。图中的血清白蛋白保留时间都在38min出现
最高峰(峰D),而图4中分子质量为193800的蛋白质
条带毛细管色谱却出现3个峰,第1个峰和胶原蛋白
α1(Ⅰ)峰重叠,中间那个峰和血清白蛋白的峰形和保留
时间完全一致,并结合32的结果推断出这3个峰分
别是胶原蛋白α1(Ⅰ)、血清白蛋白以及二者结合的产
物。同样地,图5中分子质量为187500的蛋白质条
带毛细管色谱也出现3个峰,中间那个峰和血清白蛋
白的峰形和保留时间完全一致,第3个峰和胶原蛋白
α2(Ⅰ)峰重叠,并结合32的结果推断出这3个峰分别
是胶原蛋白α1(Ⅰ)、血清白蛋白者结合的产物,血清白
蛋白以及胶原蛋白α1(Ⅰ)。
图4 胶原蛋白α1(Ⅰ)和血清白蛋白结合的
毛细管色谱结果
A,B,C分子质量为 193800的结合蛋白质;D皮中血清白蛋
白;E皮中胶原蛋白α1(Ⅰ);其中,峰B,D重合,A,E重合
图5 胶原蛋白α2(Ⅰ)和血清白蛋白结合的
毛细管色谱结果
A,B,C分子质量为 187500的结合蛋白质;D皮中血清白蛋
白;E皮中胶原蛋白α2(Ⅰ);其中,峰B,D重合,C,E重合
4 讨论
由本研究得出驴真皮中的主要蛋白质有 3种:
驴血清白蛋白、驴胶原蛋白α1(Ⅰ)型和驴胶原蛋白
α2(Ⅰ)型,其中血清白蛋白的含量最高。把驴真皮
破碎后依照制备阿胶的方法在 1% SDS中煮沸制
备,则发现相对应的胶原蛋白和血清白蛋白复合的
蛋白带。而皮本身的结构组成中并没有血清白蛋
白,血清白蛋白却在真皮中被发现,造成这一现象的
原因也许是血液在生物体内循环的过程中,毛细血
管和血清白蛋白结合而导致血清白蛋白滞留在真皮
·166·
第31卷第8期
2006年4月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol31,Issue 8
April,2006
的毛细血管的组织中间。本实验以同样的方法从干
的驴皮中提取总蛋白,结果也同样发现了血清白蛋
白的存在,并且其含量和从新鲜驴皮中提取的血清
白蛋白的含量几乎等量。采用1% SDS提取总蛋白
质,血清白蛋白的含量明显地比采用 TriPure试剂提
取方法中的血清白蛋白的含量少,而血清白蛋白和
胶原蛋白的结合的两条带的蛋白质含量明显增加,
这说明使用 SDS的方法可以把呈结合状态的蛋白
质尽可能地提取出来,这一点可以推测血清白蛋白
和胶原蛋白可能大量地以结合的状态存在于阿胶
中。研究中曾将采用1%SDS提取的蛋白质放置在
4℃的冰箱中,1个月后进行聚丙烯酰胺凝胶电泳试
验,结果发现血清白蛋白和胶原蛋白结合的蛋白带
明显减少,由此推测血清白蛋白和胶原蛋白的结合
状态不稳定。曾有文献报道过牛血清白蛋白具有蛋
白间重叠现象[15],和血清白蛋白和胶原蛋白的结合
情况相类似。
对于驴皮中含有大量的胶原蛋白已经有文献报
道[1],有报道提到在小牛皮中发现有牛血清白蛋白
的存在[16],但并没有给出完善的论证。本研究揭示
驴皮中除胶原蛋白外尚有血液的重要组成部分血清
白蛋白的存在,这一现象无疑对探讨阿胶有效成分
的作用机制提供了一个新的研究线索。
[参考文献]
[1] 樊绘曾,刘或曦,徐天泽 驴皮成分在化胶过程中的降解 中
国中药杂志,1994,19(9):543
[2] 郭成浩,金 毅,张 辉,等 阿胶药理作用的结构学说 中国
中药杂志,1999,24(1):54
[3] 常林开,朱 琰,余守志,等 中药阿胶的热分解性、机制及鉴
别方法的研究 河南科学,1998,16(1):55
[4] 李 峰,张振秋,韩家珩,等 阿胶的凝胶电泳鉴别 时珍国医
国药,1999,10(5):346
[5] 朱克俭 驴胶补血冲剂治疗气血两虚型缺铁性贫血和慢性疲
乏症疗效及疗程研究 湖南中医杂志,1996,12(4):27
[6] 吴启富,徐禹林,贺向无 驴胶补血冲剂治疗老年人巨幼细胞
性贫血临床观察 湖南中医杂志,1996,12(4):30
[7] 杜中惠,宋 健,刘东升 阿胶现代研究与应用 时珍国医国
药,1999,10(4):297
[8] BonnieGCampbel,JoyceAMWooton,JamesMacleodSequenceof
canineCOL1A2cDNA:nucleotidesubstitutionsafectingthecyanogen
bromidepeptidemapoftheα2(Ⅰ)chainArchBiochemBiophys,
1998,357:67
[9] BonnieGCampbel,JoyceAMWooton,JamesMacleodSequenceof
normalcanineCOL1A1cDNAandidentificationofaheterozygousα1
(Ⅰ)colagengly208Alamutationinaseverecaseofcanineosteogen
esisimperfectaArchivesBiochemBiophys,2000,384:37
[10] LaemmliUKCleavageofstructuralproteinsduringtheassemblyof
theheadofbacteriophageT4Nature,1970,227(259):680
[11] LiH,TangY,PingfanRFullengthcDNAsequenceofserumal
buminofdonkey(Equusasinus)anditsstructureanalysis,Genebank
accessionnumberAY75433320040910
[12] HoJX,HolowachukEW,NortonEJXrayandprimarystructure
ofhorseserumalbumin(Equuscabalus)at027nmresolutionEur
JBiochem,1993,215(1):205
[13] HirayamaK,AkashiS,FuruyaM,FukuharaKRapidconfirmation
andrevisionoftheprimarystructureofbovineserumalbuminbyES
IMSandFritFABLC/MSBiochemBiophysResCommun,1990,
173:639
[14] BrownWM,DziegielewskaKM,ForemanRCNucleotideandde
ducedaminoacidsequenceofsheepserumalbuminNucleicAcids
Res,1989,17(24):10495
[15] MariaGabaldonPreparationandcharacterizationofbovinealbumin
isoformsIntJBiolMacromol,2002,30:259
[16] 李志强 酶法脱毛机制研究:[学位论文]成都:四川大学,2000
Majorconstituentproteinsindonkeyhideandtheirinteraction
LIHao1,HUANGMeijuan2,ZHANGShaoquan1,YEMingyu1,RAOPingfan1
(1InstituteofBiotechnology,FuzhouUniversity,Fuzhou350002,China;
2FujianUnionHospital,AtachedtoFujianMedicalUniversity,Fuzhou350001,China)
[Abstract] Objective:Toanalyzetheconstituentproteinsindonkeyhide,thekeyingredientforEjiao,animportanttraditionalChi
nesemedicineforthebloodrelatedconditions,inhopetoeventualydecipherthebiochemicalmechanismbehindEjiao’sprominentmedicinal
eficacyMethod:TwomethodswereemployedtoextractproteinsindonkeyskinOneusedTriPureisolationreagenttoextractthetotalpro
teinsindonkeyskinAnotherused1%sodiumdodecylsulfate(SDS)toheatthesampleat100℃overnightAndthensodiumdodecylsulfate
polyacrylamidegelelectrophoresis(SDSPAGE)andcapilaryHPLCwereusedtoanalyzethecomponentofproteinsResult:Therearenoton
lycolagenα1(Ⅰ)andcolagenα2(Ⅰ),butalsoserumalbuminindonkeyskinThecontentisover25%intotalproteinswiththemethodof
TriPureisolationreagentThecontentofdonkeyserumalbuminisupto20%withthemethodof1%SDSheatingAndtwobands,molecular
·266·
第31卷第8期
2006年4月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol31,Issue 8
April,2006
weightarenearly200kDa,werefoundon75%SDSPAGEExtractedtheseproteinstoanalyzewithcapilaryHPLC,theywerefoundtobe
thecomplexproductsofcolagenandserumalbuminofdonkeyConclusion:Donkeyserumalbuminisamainproteincomponentinthehide,
whichisacluetoexposetheefectofEjiaoonblood
[Keywords] TriPuresolationreagent;sodiumdodecylsulfatepolyacrylamidegelelectrophoresis;dermisofdonky;constituentproteins
[责任编辑 李 禾]
独活挥发油成分的 GCMS分析
杨秀伟1,2,刘玉峰1,陶海燕1,2,杨 智3,肖诗鹰3
(1北京大学 药学院 天然药物及仿生药物国家重点实验室,北京 100083;
2北京大学 医药卫生分析中心,北京 100083;
3科技部 中国21世纪议程管理中心,北京 100089)
[摘要] 目的:分析我国中药材GAP基地之一所种植独活挥发油的化学成分,为其质量评价提供科学依据。方
法:采用水蒸气蒸馏法提取独活挥发油,用GC毛细管柱进行分析,归一化法测定其相对含量,并用GCMS法鉴定化学
成分。结果:检出229个色谱峰,鉴定出88个化合物,占挥发油总量的7823%。结论:独活挥发油的单萜类化合物及
其衍生物中,3蒈烯(889%)、间聚伞花素(499%)、β水芹烯(835%)等是主要成分,占总挥发油量的2223%;倍半
萜类化合物及其衍生物中,桉叶烷4(14),11二烯(436%)、α芹子烯(136%)、喇叭醇(114%)、α甜没药萜醇(603%)
和1,8二甲基4异丙基螺环[45]+8烯7酮(437%)等是主要成分,占总挥发油量的1726%。
[关键词] 伞形科;独活;挥发油;毛细管色谱;气相色谱质谱
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2006)08066304
[收稿日期] 20051025
[通讯作者] 杨秀伟,Tel:(010)82801569,Email:xwyang@bj
mueducn
传统中药独活系伞形科植物独活 Angelica
pubescensMaximfbiserataShanetYuan的干燥根,能
祛风除湿,通痹止痛。主要用治风寒湿痹、腰膝疼痛、
少阴伏风头痛等。湖北、四川、陕西均有分布,并有栽
培。在药用上因产地不同而形成不同的商品,著名的
有川独活、资丘独活、恩施独活、巴东独活、浙独活等。
湖北省独活种植示范基地为GAP基地之一。为了科
学评价其质量,作者首先对湖北省五峰县牛庄产三年
生独活的挥发油成分进行了研究,以期制定出评价独
活质量的挥发油气相色谱(GC)指纹图谱。
1 材料
独活药材于 2003年春季出苗刚发芽时采自湖
北省五峰县牛庄独活种植示范基地,三年生,将鲜根
阴干。其品种经湖北省中医药研究院王克勤研究员
鉴定为 Apubescensfbiserata。
2 方法
21 挥发油的制备
称取独活(干品)609201g,加水1L,按2000年
版《中国药典》一部附录 XD方法[1](不加二甲苯)提
取挥发油,用无水硫酸钠干燥后得淡黄色油状物
019mL(01344g),收油率为022%。
22 挥发油的GCMS联用分析
221 GCMS条件 美国 Finnigan公司 TRACEMS
气相色谱质谱联用仪。DB5石英毛细管色谱柱
(025mm×30m,025μm),进样口温度 260℃(3
min);程序升温,3℃·min-1,80℃(停留 10min)~
240℃(停留10min);载气为高纯氮气,流量 1mL·
min-1;进样量 02μL;分流比 50∶1。EI电离源,70
eV;离子源温度 250℃;加速电压 200V;扫描质量
30~500amu。
222 独活挥发油化学成分分析 对总离子流图
中各峰经质谱扫描后得到质谱图,通过 Xcalibur工
作站NIST标准质谱图库进行检索,确认各化合物;
通过 Xcalibur工作站数据处理系统,按峰面积归一
化法计算各化合物在挥发油中的相对含量(表1)。
·366·
第31卷第8期
2006年4月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol31,Issue 8
April,2006