中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (22): 4523-4531.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.22.013
邓雨诗1(), 夏民权1(), 马静1, 周元华2, 孙卫青1()
收稿日期:
2023-04-25
接受日期:
2023-07-03
出版日期:
2023-11-16
发布日期:
2023-11-17
通信作者:
孙卫青,E-mail:sunweiqing@yangtzeu.edu.cn
联系方式:
邓雨诗,E-mail:1796337434@qq.com。夏民权,E-mail:13339732276@163.com。邓雨诗和夏民权为同等贡献作者。
基金资助:
DENG YuShi1(), XIA MinQuan1(), MA Jing1, ZHOU YuanHua2, SUN WeiQing1()
Received:
2023-04-25
Accepted:
2023-07-03
Published:
2023-11-16
Online:
2023-11-17
摘要:
【目的】 探究磁场作用下水合环境影响肌红蛋白(myoglobin,Mb)氧化稳定性的作用机制,为改善Mb的氧化稳定性提供依据。【方法】在4 ℃下,设置低强度(3 mT)和高强度(12 mT)两种磁场环境,磁场分别处理Mb水溶液、Mb粉末、去离子水(磁场处理去离子水后再溶解Mb),磁场处理时间为1 h,以未经磁场处理的Mb水溶液作为对照。通过高铁肌红蛋白的相对含量、血红素铁含量以及紫外吸收带的变化情况来分析Mb的氧化稳定特性;同时,利用圆二色谱、拉曼光谱和荧光光谱技术分析Mb二级结构、三级结构及卟啉铁结构的变化,探究磁场对Mb氧化稳定性的作用机理。【结果】磁场直接处理Mb粉以及磁场处理溶剂水,然后再溶解Mb,两种处理方式均对高铁肌红蛋白相对含量无显著影响(P>0.05),而3 mT和12 mT磁场处理Mb水溶液均显著提高了高铁肌红蛋白的相对含量。血红素铁含量和血红素邵氏带紫外吸收结果显示,血红素卟啉环结构对磁场环境很敏感,不同强度的磁场对Mb血红素结构均有显著的破坏,并且高强度的磁场环境对卟啉环结构破坏程度相对更大。Mb三级结构和二级结构结果表明,3 mT磁场先处理溶剂水再溶解Mb,以及3 mT和12 mT磁场处理Mb水溶液均显著促进Mb二级结构的展开和侧链基团色氨酸和酪氨酸残基的氧化损伤。拉曼光谱结果显示,12 mT磁场处理Mb水溶液促使Mb通过二硫键进行交联。【结论】Mb水溶液中水合作用直接影响磁场对肌红蛋白氧化特性的作用效应,磁场处理促进Mb中心铁以及血红素卟啉环的氧化,可能是磁场改变了水分子的介电性、电离程度等物理性质,以及Mb与水之间的氢键状态,进一步影响了Mb的结构,α-螺旋结构展开,侧链基团暴露,加速了血红素结构的破坏和血红素铁的流失,促进了中心铁的氧化。
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表1
拉曼光谱统计学分析肌红蛋白分子间相互作用状态"
处理 Treatment | I1450/I1003 | I1360/I1340 | I850/I830 | I759/I1003 | I510/I1003 |
---|---|---|---|---|---|
C | 5.055±2.432ab | 0.742±0.020a | 0.882±0.077a | 4.760±1.207b | 1.651±0.448b |
TA1 | 3.426±0.941b | 0.673±0.018c | 0.814±0.063a | 3.744±0.131b | 1.733±1.286b |
TA2 | 5.886±1.783ab | 0.721±0.016abc | 0.853±0.065a | 6.470±1.857ab | 1.681±0.249b |
TB1 | 4.708±0.349ab | 0.707±0.004abc | 0.825±0.052a | 5.093±0.840b | 2.573±2.616ab |
TB2 | 13.706±6.107a | 0.739±0.011ab | 0.869±0.063a | 15.035±7.358a | 1.770±0.373b |
TC1 | 9.287±2.048ab | 0.725±0.042abc | 0.806±0.053a | 9.048±1.991ab | 4.935±1.638ab |
TC2 | 8.903±5.916ab | 0.683±0.015bc | 0.823±0.019a | 14.269±2.708a | 6.157±0.886a |
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