蛋白質組學在動物科學研究中的應用研究

施祖友 舒音東

蛋白質組學在動物科學研究中的應用研究

施祖友 舒音東

（昆明市東川區動物衛生監督所，云南東川 654100）

作為功能基因表達的一種產物，蛋白質會對機體各種生命代謝活動產生間接或是直接的調控者作用，并為人體生命活動提供本質上直觀的分子學基礎。隨著后基因組時代的來臨，蛋白質組學在以動物科學為代表的生物學研究方面表現出了較高的應用價值。本文就對蛋白質組學在動物科學研究中的應用方法和現狀進行了分析。

蛋白質組學；動物科學；應用研究

作為生命科學的一個主要分支，動物科學的主要作用在于對動物的消化代謝、繁殖、生長發育和遺傳變異過程規律的掌握和認識，從而為人類提供包括油脂、毛皮、肉、蛋、奶等在內不同類型的優質動物產品?，F階段，我國動物科學研究的主要目標在于絨毛、肉、蛋、奶等產品質量和品質的提升［1］。動物科學研究的焦點在于畜禽經濟性分析，包括禽類產蛋的質量和數量、絨毛的質量和產量、奶制品的產量和質量等。從動物科學研究的主要途徑來看，隨著宏觀和微觀生物學的逐步發展完善，生態學和分子生物學之間也實現了相互的交叉滲透。

1 蛋白質組學及其技術

由以往的醫學報道結果可知，蛋白質組的理念首先出現于1994 年，并有M arc W ilkins 首先提出，其最初的概念為一個基因所表達的蛋白質［2］。現階段，蛋白質組的完整性、準確性概念為：在某一特定時刻，一個已知的組織或是細胞內所存在的全部修飾蛋白質和亞基，所以，由此我們可以知道，蛋白質組學指的就是在蛋白質整體性、相互作用、動態、水平定量方面生物體的全面研究，這也是鑒定和識別組織和細胞所表達全部蛋白質及它們的表達模式和表達規律的一門學科［3］。蛋白質組學的主要研究內容在于：第一，蛋白質組學生物信息學和支撐技術平臺的研究。第二，功能蛋白質組學，即比較蛋白質組學，其主要作用在于生理條件變化情況下蛋白質組出現變化的分析和比較。第三，結構蛋白質組學，即對蛋白質組組成的研究。

2 蛋白質組學在動物科學上的應用

第一，蛋品質研究。作為胚胎體外發育的保護屏障和全部營養來源，雞蛋能夠為人體組織正常的運轉提供必需的支持。國內外研究領域自2006 年以來，對蛋殼、蛋清和蛋黃中全體蛋白質組分進行了系統深入的蛋白質組學研究，并加以準確的描述和鑒定，進而得出結論：蛋黃膜中共存在蛋白質137 種，蛋黃和蛋清中共存在蛋白質255種和165種，酸溶性蛋殼基質中共存在蛋白質520 種［4］。盡管雞蛋內存在種類豐富的蛋白質，但是，對于這部分蛋白質類型的實際功能的研究仍然較少，僅僅停留在預測階段。另一方面，雞蛋中的蛋白質會受到較多因素的影響，包括儲藏條件、飼養飼糧、孵化條件等等［5］。盡管雞蛋中的蛋白質數量大部分可以被檢測到，但對于不同部位的新的蛋白質類型和實際存在數量，仍然有待于進一步的深入研究。

第二，乳品質研究。一方面，蛋白質的組成會直接受到泌乳階段和胎次等因素的影響。白蛋白（ albumin，ALB ） 、乳鐵蛋白 （ lacto-ferrin，LF） 、免疫球蛋白 M （ Ig M ）和免疫球蛋白G （ Ig G ）等差異表達的乳蛋白質，均會因泌乳階段和胎次的差異而有所不同，營養物質和飼喂量的改變，都會改變乳蛋白的構成。另一方面，研究人員對乳蛋白質的構成進行了深入研究。全部物種的乳蛋白質主要類型均為較少的幾種，但是，受到遺傳變異和修飾的影響，蛋白質的構成也會變得更加復雜。隨著體細胞數量的增加，牛乳酪蛋白質的水解程度也會逐步提高，進而誘發嚴重的乳房炎疾病，此時，牛乳中酪蛋白質會完全水解，而乳清蛋白質量則會急劇增加［6］。

第三，肉品質研究。研究人員近年來一直致力于研究用蛋白質組學來描述骨骼肌中蛋白質的種類。研究人員通過2-DE 和 MS技術對牛半腿肌的蛋白質表達譜進行了分析，其中共檢測到重復的蛋白質點500個，隨后，通過用基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜（ MALDI-TOF-MS）技術對其中的129 個蛋白質點進行了鑒定。Promeyrat 等研究人員發現，蛋白質氧化的潛在標記為含抗氧化相關蛋白和鐵蛋白，若在脂質、芳香族氨基酸和硫醇基官能等氧化相關物質的研究領域應用蛋白質組學技術，則會對細胞和組織水平的氧化應激機制的進行更加深入的說明，并對肉類的品質進行更加準確的控制。另一方面，鈣蛋白酶系統的宰后貯藏條件和時間等，也會直接影響肌纖維蛋白的降解以及肉的嫩度。通過蛋白質組學方式，能夠對肉質有關的蛋白質進行鑒別、篩選和尋找，并通過蛋白質組學方式對肉類的持水性、風味、嫩度與其品質之間的關系進行說明。

3 總結

隨著近年來現代生物科學研究的逐步發展，各項研究已經逐步進入后基因組時代，自然科學研究逐步分化為微觀和宏觀兩個層面，作為自然科學的主要構成部分，動物科學在分子層面的研究開始轉向對于功能基因組的研究，且各項研究更加系統、直觀，更加關注蛋白質組學功能的探究和分析。另一方面，快速發展的蛋白質組學技術也開始與生物信息技術、基因組學研究技術等相互融合，為蛋白質功能研究、小分子蛋白的分離鑒定、動物生長和動物產品生產中蛋白成分標記檢測等蛋白質組學內容提供了新的研究途徑，從而實現了動物生化代謝機制研究的深入，并大大提高了人們的認識與理解。

［1］ 黃德倫，黃玉林，付強，等.蛋白質組學在哺乳動物睪丸和精子發生中的應用［J］.基因組學與應用生物學，2013，32（2）：272-273.

［2］ 劉永杰，張克山，盧國棟，等.蛋白質組學在動物醫學中的應用研究進展［J］.動物醫學進展，2011，32（6）：139-140.

［3］ 張欣，曹君邁，貝占林.差異蛋白質組學在植物科學研究中的應用［J］.廣東農業科學，2011，1（7）：151-152.

［4］ 余翔.蛋白質組學在肉品科學中的應用［J］.肉食工業，2011，1（1）：39-40.

［5］ 石海霞，王海榮.營養基因組學在動物營養與飼料科學研究中的應用［J］.飼料研究，2014，3（1）：13-14.

［6］ 唐志如，印遇龍，李麗立，等.營養組學研究體系及其在家養動物上的應用［J］.家畜生態學報，2009，30（5）：1-3.