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滩羊以其养分足够、无膻味、肉质细嫩而著称。 肉的色泽安祥性平日由肌红卵白(Mb)、血红卵白和少少微量有色代谢物保护。正在宽裕放血的肌肉中,Mb含量占总色素含量的75%独揽,是影响宰后肉色泽安祥性的要紧成分。 氧化磷酸化(OXPHOS)体例由线粒体内膜电子传达链(ETC)和ATP合成酶(复合物V)构成,是物质正在线粒体内氧化开释的能量通过呼吸链需要ADP与无机磷酸合成ATP的偶联反映。 卵白质组学技艺是也许揭示细胞/机合发展、发育、代谢等人命景象性质转化的分子生物学筛选技艺。 使用卵白组学技艺能够从分子水准上阐明肉品格正在储藏经过中的转化机造。
宁夏大学食物科学与工程学院的王金霞、魏志宝、罗瑞明*等人 采用iTRAQ卵白质组学技艺探究储藏0、4、8 d滩羊肉中区别卵白的表达转化,筛选与氧化磷酸化联系区别卵白,占定0~4 d和4~8 d两个储藏阶段共有的区别品貌卵白质,采用Cytoscape软件占定主旨收集;将所筛选的区别卵白标注于氧化磷酸化通途上,从通途水准揭示氧化磷酸化调控滩羊肉色泽安祥性的机造,旨正在为滩羊肉宰后肉品色泽安祥性掌握供应肯定表面维持。
P<0.05),储藏4~8 d其活性明显上升(P<0.05),表白抗氧化酶系统肃除自正在基的材干首先削弱。 储藏时代SOD活性跟着储藏岁月的延迟呈明显降低趋向(P<0.05),表白SOD肃除超氧阴离子自正在基的材干变弱。 GSH-Px活性正在储藏时代明显降低(P<0.05),表白GSH-Px将过氧化氢转化为水和分子氧的材干变弱。
如图3所示,储藏经过能够很好地域别样本,相似储藏期的样本之间区别不明显,而差别储藏期的样本之间区别明显,以上结果注剧本尝试样品收罗合理,而且卵白质组学数据牢靠,能够知足后续明白的须要。
如图4所示,4 d比照0 d组记为4/0 d组,8 d比照4 d组记为8/4 d组,共占定出164 个品貌区别明显卵白质。此中4/0 d组共占定出71 个品貌区别明显卵白质,53 个明显上调,18 个明显下调;8/4 d组共占定出93 个品貌区别明显卵白质,此中11 个明显上调,82 个明显下调。
使用GO注脚对所筛选出的区别品貌卵白质从生物经过(BP)、分子性能(MF)、细胞组分(CC)3 个角度对其性能实行生物消息统计。由图5a可知,4/0 d组的区别品貌卵白质富集到406 个BP、98 个CC、95 个MF;由图5b可知,8/4 d组的区别品貌卵白质富集到699 个BP、85 个CC、168 个MF。
由图6a可知,滩羊宰后储藏0~4 d时代,区别品貌卵白要紧介入的BP包罗肌肉压缩、肌肉体例经过、体例经过的调度、幼分子代谢经过以及ATP代谢经过等;CC要紧包罗肌节、细胞表泌体、胞表细胞器、细胞表膜团结细胞器、横纹肌细丝等;MF要紧包罗维生素团结、谷胱甘肽转动酶活性、电子载流子活性等经过。滩羊屠宰后储藏初期肌肉压缩、前体代谢和能量的发作、ATP代谢经过等爆发转化,这些转化不妨惹起线粒体毁伤,导致细胞内能量无法平常调换,能量代谢行为爆发混乱,以致MetMb无法被进一步还原,导致肌肉中3 种Mb的含量与存正在办法爆发厘革,最终对滩羊肉色泽安祥性发作影响。
由图6b能够看出,滩羊宰后储藏4~8 d时代,区别卵白要紧介入的BP包罗ATP代谢经过、核苷二磷酸化、嘌呤核苷单磷酸代谢经过等;CC要紧包罗细胞表膜细胞器、细胞表泌体、膜团结囊泡、肌纤维、压缩纤维等;MF要紧包罗抗氧化物活性、细胞骨架卵白团结、MHCII类卵白复合物团结等经过。滩羊屠宰后储藏后期,区别表达卵白质涉及过氧化物酶活性、横纹肌压缩和ATP代谢经过等反映经过,这些代谢经过的转化不妨影响内源氧化还原酶体例的活性,促使肌细胞线粒体能量代谢受到影响,惹起肌肉机合压缩,直接影响3 种Mb的存正在状况和含量,最终对滩羊肉色泽安祥性发作负面影响。
将3 个储藏期所筛选的164 个区别品貌卵白质实行KEGG通途注脚统计,如图7所示,4/0 d组共明显富集于16 条KEGG通途,8/4 d组共明显富集于18 条KEGG通途。
滩羊宰后储藏0~4 d时代,区别卵白要紧介入碳代谢、代谢途径、2-氧代羧酸代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢以及心肌压缩等通途;宰后储藏4~8 d时代,区别卵白要紧介入氨基酸合成、糖酵解/糖异生、磷酸戊糖途径、氧化磷酸化、HIF-1信号通途等。宰后初期,所筛选的区别卵白并未分明富集于氧化磷酸化通途的根蒂起因不妨是统一个区别卵白可富集于差其余信号通途,比如氧化磷酸化复合物亚基COX5A、COX4I1及COX5B等都明显富集正在心肌压缩通途中。以上代谢经过不妨通过影响宰后肌细胞线粒体能量代谢行为从而影响高铁肌红卵白还原酶(MetMbase)系统,最终影响滩羊肉色泽安祥性。同时,所筛选的区别卵白能够明显富集到氧化磷酸化代谢通途,且随储藏岁月的延迟其上的联系酶会爆发厘革,MetMbase体例又受氧化磷酸化的调控。以是,本探究将以氧化磷酸化通途中症结卵白的区别转化为中心,发端阐明氧化磷酸化通途上症结卵白对滩羊肉色泽安祥性发作的影响。
通过Venn网站()筛选3 个储藏期共有的区别卵白,如图8所示,4/0 d组与8/4 d组共有的区别卵白为28 个,并将这28 个区别卵白列于表1中。通过String网站()对28 个共有的区别卵白实行PPI收集明白,如图9所示,该收鸠集PPI的富集
P值为1.0×10 -16,聚类系数为0.556。共有34 个节点数,78 条边位于该互作收鸠集,表白24 个区别卵白之间拥有分明的互作合连。
将PPI收集导入Cytoscape 3.9.1软件中并采用MCODE筛选该PPI收鸠集与氧化磷酸化联系的主旨收集,结果如图10所示。主旨收集上共有8 个的区别卵白正在氧化磷酸化通途中,分辩为细胞色素c氧化酶亚基5A(COX5A)、COX2、ATP合酶亚基α(ATP5A1)、ATP合酶亚基O(ATP5O)、ATP合酶亚基D(ATP5H)、琥珀酸脱氢酶复合铁硫亚基B(SDHB)、ADP/ATP转位酶(SLC25A4)和细胞色素c(CYCS),此中ATP5A1、ATP5O、ATP5H介入线粒体中氢离子的转运;COX5A辅导COX的准确安装,保护COX机合的安祥,COX2为细胞色素c氧化酶亚基2;SDHB认真将电子从琥珀酸盐转动到泛醌;SLC25A4认真催化ADP和ATP正在膜上的调换。以是,以为这8 个上调表达的区别卵白是影响滩羊宰后储藏时代氧化磷酸化的主旨区别卵白。
为了将所筛选出的主旨区别卵白正在氧化磷酸化通途中的转化实行可视化浮现,以KEGG代谢途径行为引子,将区别卵白标注于氧化磷酸化通途中。由图11a可知,宰后储藏0~4 d区别卵白ATP5A1、ATP5O、ATP5H、COX5A、SDHB、SLC25A4和CYCS均上调表达,线也正在储藏初期上调表达,而COX2、COX3下调表达;Ndufv1、Ndufa8为泛醌氧化还原酶主旨亚基,COX2、COX3、COX4、COX5A及COX5B均为细胞色素c氧化酶的主旨亚基。由图11b可知,储藏4~8 d氧化磷酸化通途上仍有多个区别卵白上调表达,此中Ndufa13为NADH还原酶亚基,QCR8是泛醇-细胞色素c还原酶的亚基,认真编码低分子质料的泛醌团结卵白。但宰后初期上调表达的COX4未觉察分明转化,Ndufab1、COX5A明显下调表达。
如表2所示,储藏0~4 d Mb表达量下调,这不妨是由于机体供养方法的厘革,促使Mb的低级机合爆发厘革,惹起其首先下调表达,储藏4~8 d时代,Mb为下调表达,这不妨是由于跟着储藏岁月的延迟含量氧的下降使肌细胞内离子稳态失衡,变成线粒体性能受损,最终导致Mb表达量降低。滩羊背最长肌的Mb表达量正在所有储藏期呈明显降低趋向,这是由于Mb二级机合会随储藏岁月的延迟爆发分子重排,惹起局部门子间的二硫键被败坏,导致Mb构象由规整向疏松散布,以致Mb机合安祥性降低,最终导致滩羊背最长肌中的Mb表达量正在所有储藏期明显降低。
P<0.001),与ATP5O、ATP5H明显负联系(P<0.05),而其与COX2、COX5A呈高度明显正联系(P<0.001);ATP5A1与ATP5O、ATP5H、SLC25A4均极明显正联系(P<0.01),与SDHB、CYCS高度明显正联系(P<0.001),与COX2、COX5A呈极明显负联系(P<0.01);ATP5O、ATP5H与COX2、COX5A并无明显联系性,这不妨是由于COX2、COX5A直接影响ATP5A1的表达量,从而间接对ATP5O、ATP5H发作影响;SDHB、SLC25A4、CYCS均与各目标明显联系。联系性明白结果表白,氧化磷酸化通途上的区别卵白ATP5A1、ATP5H、COX2、COX5A、SDHB、SLC25A4和CYCS直接影响滩羊肉Mb的表达量,同时这些主旨区别卵白质也不妨通过间接方法影响滩羊背最长肌的色泽安祥性。
ROS是拥有活性化学性子的信号分子,能下降线粒体抗氧化材干,变成线粒体毁伤,要紧来自线粒体细胞。当机体受损或处于缺血缺氧状况时会发作过量的ROS,线粒体发作ROS的速度受线粒体内膜跨膜电位的调度。本探究中滩羊宰后储藏时代滩羊背最长肌中的ROS含量明显上升,这是由于跟着储藏岁月的延迟内源抗氧化酶渐渐失活,不行实时肃除机体内过量的ROS,导致ROS含量渐渐积蓄减少,从而导致氧化应激,最终惹起细胞凋亡。
机体内的内源性抗氧化酶体例也许肃除氧化应激发作的ROS。SOD是抗氧化酶体例中最厉重的酶,要紧认真催化超氧阴离子歧化成过氧化氢,CAT进一步将过氧化氢催化判辨为水和氧气。马森提出GSH-Px通过激活谷胱甘肽介导了过氧化物、羟基等多种ROS的发作,从而保护了线粒体的安祥。本探究觉察SOD、GSHPx活性跟着储藏岁月的延迟均明显降低,这注脚内源抗氧化酶体例肃除氧自正在基的生气首先变弱。而CAT活性正在储藏0~4 d明显降低,但正在4 d后却明显上升,这不妨是由于同期SOD生气的上升催化发作了过多的过氧化氢,导致机体发作应激反映,以致CAT生气首先升高。
宰后滩羊肉的储藏岁月与肌细胞线粒体内能量代谢行为拥有明显联系性,本探究觉察差别储藏阶段卵白区别水准有明显转化,正在储藏时代明显上调或下调,且多个明显转化的区别卵白能够富集于氧化磷酸化通途。滩羊宰后储藏0~4 d,明显区别卵白ATP5A1、ATP5O、ATP5H、COX2、COX5A、SDHB、SLC25A4及CYCS均富集于氧化磷酸化通途;储藏4~8 d,除所筛选出的8 个主旨区别卵白表,区别卵白Ndufab1、COX5A也富集于氧化磷酸化经过。固然差别储藏期占定的区别卵白表达量并不相似,但这些区别卵白正在KEGG中均注脚于能量代谢,这注脚动物屠宰后,细胞内处境厘革会惹起机合内能量代谢联系酶亚基表达爆发转化。线粒体卵白质组正在转录、翻译和活性等多个层面上存正在协同效用,以是富集于氧化磷酸化通途上区别卵白的上调/下调表达则注脚肌细胞线粒体通过调度氧化磷酸化复合物的表达量和活性,维持平常的能量代谢行为,从而应对因为细胞内处境的厘革而变成的线粒体毁伤。卵白质水准的上调表达很不妨是因为线粒体受损而惹起的离子稳态失衡、机合爱戴机造失效、抗凋亡性能失效等心理生化转化所致,卵白质水准爆发下调表达则预示着机体能量的赓续耗竭,最终惹起机合/细胞的序次性升天。
所占定的区别卵白正在差别储藏阶段露出了上调或下调的表达趋向,细胞色素c氧化酶位于线粒体ETC的终端,其转录水准转化对酶活性拥有调度效用,COX1、COX2及COX3拥有酶催化活性,COX5A辅导COX的准确安装,此中COX5A正在储藏初期上调表达,而正在储藏后期下调表达,这注脚跟着储藏岁月的延迟肌细胞内处境的厘革促使COX5A无法准确辅导COX的安装,促使细胞色素c氧化酶活性爆发厘革,进而对氧化磷酸化过程发作影响,最终导致滩羊肉色泽安祥性受到影响。F型H+转运ATP酶渊博散布于线粒体内膜,是机合能量代谢的症结酶,认真使用呼吸链发作的电化学势能,厘革卵白质机合合成ATP。ATP5A1、ATP5O、ATP5H正在储藏初期均上调表达,正在储藏后期均下调表达,ATP酶亚基的卵白质上调表达意味着宰后肌肉机合内爆发应激反映,导致线粒体复合物V高效拼装并惹起其活性爆发厘革。ATP酶亚基的卵白质水准下调表达意味跟着储藏岁月的延迟,细胞凋亡序次的启动使复合物V已无法准确安装,促使其活性首先降低。SDHB为复合物II亚基B,其拥有团结金属离子和电子传达的性能对付造止复合体II的电子走漏起着极度厉重的效用,不妨介导呼吸链生物性能和调控细胞发展,SDHB正在储藏初期上调表达,并正在储藏后期下调表达,这不妨是由于肌细胞内处境的厘革促使复合物II亚基B的表达受到储藏岁月的调控,其表达量的下调表达会惹起复合物II爆发突变,促使其氧化效劳减少,最终加快细胞升天。
联系性明白结果表白,所筛选的8 个主旨卵白ATP5A1、ATP5H、COX2、COX5A、SDHB、SLC25A4和CYCS直接影响滩羊肉Mb的表达,而且这8 个主旨卵白均明显富集于氧化磷酸化通途中,以是揣测所筛选出的8 个主旨卵白对滩羊肉色泽安祥性起厉重调控效用,而且此经过是通过氧化磷酸化途径告终的。Mb衍生态正在机合内存正在的状况和相对含量为滩羊宰后肉色转化的内正在机造,机合内的还原酶体例对Mb状况至合厉重。而氧化磷酸化反映往往伴跟着电子的转动,复合物I认真催化NADH脱氢天生NAD+,复合物II要紧认真将琥珀酸催化天生延胡索酸,并将发作的电子最终传达给泛醌,复合物III要紧认真将电子从辅酶Q的传达给细胞色素c,复合物IV要紧认真将电子从细胞色素c转动到O2,将O2转化为水。已有探究表白,动物屠宰后机体细胞缺氧缺血,细胞内氧自正在基的发作会惹起肌细胞内离子稳态的失衡导致线粒体毁伤,惹起线粒体性能降低,促使氧化磷酸化复合物活性爆发厘革,导致MetMb还原酶体例受到影响,最终导致滩羊肉色安祥性变差。COX是接洽低氧反映和代谢形式转化的厉重纽带,它能够通过调度氧化磷酸化天生ATP,从而导致能量代谢方法爆发转化,进而对滩羊被最长肌中的Mb表达量发作影响,最终影响滩羊肉色泽安祥性。
通过明白探究结果,觉察宰后储藏时代滩羊肉中内源抗氧化物酶体例的失效,导致ROS含量随储藏岁月的延迟连续积蓄,惹起肌细胞爆发序次性凋亡,促使氧化磷酸化通途上ATP5A1、ATP5O、ATP5H、COX2、COX5A、SDHB、SLC25A4和CYCS等复合物亚基表达混乱,惹起线粒体复合物机合和性能爆发厘革,使氧化磷酸化过程受到滞碍,并进一步对肌肉中Mb存正在办法变成影响,最终影响滩羊肉色泽安祥性。
采用iTRAQ技艺明白占定出8 个区别卵白质为影响滩羊肉色泽安祥性的主旨卵白质,分辩为ATP5A1、ATP5O、ATP5H、COX2、COX5A、SDHB、SLC25A4和CYCS,这些卵白质要紧通过能量代谢经过和氧化还原经过影响滩羊肉色泽安祥性。宰后储藏时代滩羊肉中抗氧化系统的失效导致ROS含量连续积蓄,败坏肌细胞线粒体完备性,促使氧化磷酸化通途上ATP5A1、ATP5O、ATP5H、COX2、COX5A、SDHB、SLC25A4和CYCS等复合物亚基表达混乱,惹起线粒体复合物机合和性能爆发厘革,使氧化磷酸化过程受到滞碍,对肌肉中MetMbase体例变成负向影响,最终影响滩羊肉色泽安祥性。
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