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基于质谱的蛋白质组学在大麦研究中的应用

2021-08-17 09:08     来源:食品加     质谱法
背景及目的

大麦(Hordeum vulgare)是世界上产量第四大的农作物,也是制麦和酿造工业最重要的原料。到 2050 年,全球人口将达到 97 亿,由于可用或适合农业的土地较少,因此在育种计划中使用生物技术工具对于解决日益扩大的粮食缺口至关重要。蛋白质组学作为“组学”技术的一员,在谷类作物,特别是大麦及其相关制品(如麦芽和啤酒)中的蛋白质研究中变得流行起来。此外,蛋白质组学可用于为旨在提高营养价值和扩大该作物在新食品和饮料产品中的应用的育种计划提供信息。

在这篇综述中,评价了大麦不同方面的信息,综述了最近采用定性和定量质谱方法的相关研究,重点是它们在栽培、制造、加工、质量控制及改良中的应用。

成果介绍

大麦中的蛋白质使用蛋白质组学进行系统性分类后,可根据其分子功能进行分类:贮藏蛋白;代谢和结构蛋白;保护性蛋白质(图1)。麦芽、大麦啤酒中的主要蛋白质与大麦中的蛋白质的种类和功能性是不同的。


图1.大麦蛋白质的分类。BASI,大麦淀粉酶/枯草杆菌蛋白酶抑制剂;CM-ATI,氯仿甲醇可提取的 α-淀粉酶/胰蛋白酶抑制剂;CI,糜蛋白酶抑制剂;LTP,脂质转移蛋白;serpins, 丝氨酸蛋白酶抑制剂

综述结论

目前应用于大麦分析的蛋白质组学方法主要为基于凝胶的蛋白质组学、自上而下的蛋白质组学、Data-Dependent-Acquisition、定量质谱以及Data-Independent Acquisition。

基于质谱的蛋白质组学可为育种计划提供信息和改进现有大麦品种或开发高产和抗逆的新品种的潜力。此外,其还可应用于大麦食品的加工中,以及大麦成品的质量和安全中。

创新性/应用前景

基于质谱的蛋白质组学工具,加上基因组学和转录组学的进步,为研究大麦、其表达的蛋白质及其生物学作用提供了一个平台,可以从真正的定量角度进行研究。可以调查由于环境或实验操作而发生的变化,这些变化将导致大麦种植实践、食品加工的变化。此外,还可应用于大麦的培育、种植和加工以及评价制品的安全性。

参考文献

https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c01871


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