大豆球蛋白兔源多克隆抗血清的制備及其免疫學特性鑒定

姚利利，席 俊，陳慧彬，陳 陽，劉德果，陳珍妮

河南工業大學 糧油食品學院，河南 鄭州 450001

大豆具有較高的營養價值，蛋白含量高達38%，是人和動物獲取植物蛋白的主要來源[1]。隨著大豆蛋白廣泛應用于食品行業，大豆成為增加食物過敏的潛在隱患，大豆過敏反應過程中，主要發生的是IgE依賴性的I型超敏反應[2-5]。研究發現，大豆包含多種過敏原，如大豆球蛋白(11S)、Gly m Bd 60k和Gly m Bd 30k[6]，大豆過敏影響全球大約6%的嬰兒和2%的成人[7]。大豆球蛋白約占總球蛋白含量的40%，分子質量為300～380 kDa[8-9]，且該蛋白是大豆主要抗原蛋白之一，由 G1、G2、G3、G4和G5亞基組成，5個亞基中致敏性最突出的是G1、G2[10-14]，每種11S蛋白的亞基可以在還原條件下解離成酸性(A，31～45 kDa)和堿性(B，18～20 kDa)肽鏈。目前，大部分研究主要是針對大豆球蛋白的結構和功能，關于其免疫學的分析以及建立該蛋白快速檢測方法的相關研究非常有限。作者從脫脂豆粉中提取大豆球蛋白，用瓊脂糖凝膠CL-6B過柱純化后免疫新西蘭兔制備多克隆抗血清(簡稱多抗血清)，并進行免疫學特性分析，為建立大豆球蛋白致敏原檢測方法和該蛋白致敏性亞基的表位定位提供了基礎條件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

脫脂豆粉：鯤華生物技術有限公司；雄性新西蘭兔：鄭州中原玉花種兔公司；弗氏不完全佐劑(FIA)、瓊脂糖凝膠CL-6B、HRP標記羊抗兔IgG、弗氏完全佐劑(FCA)：北京索萊寶科技有限公司；β-伴大豆球蛋白、花生蛋白、芝麻蛋白、麥朊蛋白：自制；化學發光辣根過氧化物酶底物液(ECL)：美國millipore公司。

1.2 儀器與設備

Tanon 2500凝膠圖像分析系統：上海天能科技有限公司；D500-D數顯均質乳化器：德國Wiggens公司；Multiskan FC 酶標儀、Nanodrop ND-2000超微量核酸蛋白測定儀：美國Thermo公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 免疫原的制備

參照Puppo等[15]的方法從脫脂豆粉中提取大豆球蛋白，參照韓景華[16]的方法進行凝膠過濾層析純化該蛋白，用Nanodrop ND-2000和SDS-PAGE進行蛋白濃度與純度測定。參照文獻[17]配制蛋白電泳膠，初始電壓80 V，待樣品跑出濃縮膠，調節電壓至120 V。取出凝膠室溫染色3 h，脫色液脫色到蛋白條帶清晰為止，再用Tanon 2500儀器進行分析。

1.3.2 兔源多抗血清的制備

以制備的大豆球蛋白對3只體質量為2.5 kg的新西蘭兔進行免疫，喂養一周無異樣后，耳緣靜脈取陰性血清。參照文獻[18-19]的方法并稍加改進，設計免疫方案(表1)，最后取心臟血，37 ℃恒溫箱放置2 h，4 ℃冰箱過夜，使血清充分析出，-20 ℃分裝保存。

表1 免疫方案Table 1 Immunization program

1.3.3 大豆球蛋白抗血清效價測定

參照文獻[22-23]用間接ELISA法測定抗血清效價并稍加改進，用CBS(0.05 mol/L碳酸鹽緩沖液，pH 9.6)將大豆球蛋白稀釋為10 μg/mL，4 ℃包被14 h，PBST洗板，拍干；BSA封閉；加入梯度稀釋的一抗與包被抗原反應，以未免疫血清與PBS(0.01 mol/L磷酸鹽緩沖溶液)為陰性和空白對照；加酶標二抗(1∶ 5 000倍稀釋)與一抗反應；加顯色液用錫紙包住孔板避光顯色15 min；用2 mol/L H2SO4終止反應；用酶標儀測定每孔OD450。

1.3.4 大豆球蛋白抗血清敏感性測定

將效價測定過程中的加一抗改為加入配制成4 800～0 ng/mL的大豆球蛋白100 μL/孔，同時加入等量的抗血清(稀釋倍數為效價測定時OD450在1.0左右倍數值)，此法為間接競爭ELISA。參照文獻[24]繪制曲線，曲線的半數抑制濃度(IC50)即為抗血清敏感性。

1.3.5 大豆球蛋白抗血清特異性測定

參考文獻[25]測定多抗血清與花生蛋白、β-伴大豆球蛋白(7S)、芝麻蛋白、麥朊蛋白的交叉反應，與敏感性測定方法類似，將標準梯度的大豆球蛋白溶液替換為標準梯度的其他蛋白溶液。交叉反應率(CR)=(大豆球蛋白IC50/其他競爭物IC50)×100%。

1.3.6 硫酸銨沉淀純化多抗血清

多抗血清的純化[20-21]：為防止多抗血清活性降低，將分裝的多抗血清先在4 ℃凍融，再置于室溫，取2 mL多抗血清與2 mL PBS混合，加入4 mL飽和硫酸銨溶液(SAS)使最終溶液的飽和度達到50%，為使沉淀充分析出，放入4 ℃冰箱靜置30 min，離心后將沉淀用PBS溶解，同上操作使溶液飽和度達到33%。再用PBS將沉淀物溶解，于4 ℃下透析3 d后分裝保存到-20 ℃冰箱。

1.3.7 大豆球蛋白Western blot鑒定

蛋白質印跡是用于檢測生物樣品中特定蛋白質的最常用技術。免疫印跡的測定參考文獻[26-27]的方法并稍加改進，大豆球蛋白凝膠電泳后，110 mA電流下電轉150 min至PVDF膜。電轉完成后，將PVDF膜封閉1 h，洗膜， 4 ℃下與1∶10 000倍稀釋的多抗血清反應18 h，洗膜4次，每次10 min，加二抗孵育1 h，洗膜，加ECL工作液顯影，定影。

2 結果與分析

2.1 大豆球蛋白SDS-PAGE鑒定

由圖1可知，1泳道為大豆分離蛋白，2、3泳道為純化前后的大豆球蛋白，可以看出其中還混有7S蛋白和其他的蛋白質組分，經過瓊脂糖凝膠CL-6B純化后，蛋白的純度得到提高，雜蛋白的含量相對減少。經過Gel-Pro Analyzer分析，目標條帶的光密度所占該條泳道光密度總和的百分比為大豆球蛋白的純度，得知純化前大豆球蛋白純度為70%，純化后純度為81%。

2.2 多抗血清的鑒定

2.2.1 多抗血清效價鑒定

影響多抗血清效價的因素較多，包括免疫原在體內的滯留時間、免疫原注射方式等，且不同動物對免疫原的反應也會有很大差別。按照上述的免疫方法和程序，對每次免疫所得的血清進行檢測，結果見圖2，圖中縱坐標為每次免疫后多抗血清稀釋倍數為1 600時在450 nm下的吸光度。由圖2可知，在4次免疫過程中，1號兔的抗血清效價在4次時是3只新西蘭兔中抗血清效價最高的，每只新西蘭兔的多抗血清效價隨免疫次數增加呈遞增趨勢，表現為450 nm的吸光度逐漸增加，總體來看，所制備的多抗血清效價逐漸升高。

注：M為蛋白質Marker；1為脫脂豆粉；2為粗提大豆球蛋白；3為過柱后大豆球蛋白。圖1 大豆球蛋白SDS-PAGEFig.1 SDS-PAGE of soybean glycinin

圖2 多抗血清效價Fig.2 Polyclonal antiserum titer

根據OD檢測孔/OD陰性孔≥ 2.1為陽性，設置空白和陰性對照，第4次免疫后效價測定結果見表2。由表2可知，1、2、3號的兔源血清效價分別為1∶ 6×104，1∶ 2.6×104和1∶ 5.8×104，因此1號兔和3號兔的效價較高。制備的抗大豆球蛋白多克隆抗體效價達60 000，比陳婧舒等[8]制備的效價高出6倍。

表2 第4次免疫后多抗血清OD450Table 2 OD450 value of polyclonal antiserum after the fourth immunization

2.2.2 多抗血清敏感性鑒定

選取效價較高的1號兔和3號兔的多抗血清，用間接競爭ELISA法測定多抗血清的敏感性。參照文獻[17]的方法，以抑制率(B/B0值)與競爭蛋白質量濃度的對數進行線性擬合，不同質量濃度下的大豆球蛋白對多抗血清產生的抑制效果如表3所示。

表3 多抗血清抑制效價Table 3 Inhibitive titers of polyclonal antiserum ng/mL

由圖3、圖4可以看出，y=-0.275 2x+1.447 5為1號兔的線性回歸方程，R2=0.993 8， 多抗血清對大豆球蛋白的半數抑制率IC50為527 ng/mL。3號兔的線性回歸方程為y=-0.280 8x+1.473 4，R2=0.983 2，多抗血清對大豆球蛋白的IC50為582 ng/mL。相比3號兔，1號兔的多抗血清敏感性更高。

圖3 1號兔多抗血清抑制曲線Fig.3 The inhibitive curve of polyclonal antiserum of rabbit No.1

圖4 3號兔多抗血清抑制曲線Fig.4 The inhibitive curve of polyclonal antiserum of rabbit No. 3

2.2.3 多抗血清特異性鑒定

選取免疫效果最好的1號兔的多抗血清進行特異性分析，根據大豆球蛋白多抗血清的IC50值為527 ng/mL，間接競爭ELISA試驗發現，制備的多抗血清與花生蛋白和β-伴大豆球蛋白的交叉反應率為4.6%和8.6%，這可能是大豆蛋白與花生蛋白具有潛在同源性，與麥朊蛋白和芝麻蛋白的交叉反應率均小于0.2%，基本無交叉反應，證明所制備的兔源多抗血清具有較高的特異性。

2.2.4 純化前后多抗血清的SDS-PAGE

由圖5可知，1和2泳道為多抗血清純化前后的蛋白條帶，純化之后仍含有部分雜蛋白，相比純化前可以明顯看出經硫酸銨分級沉淀純化后，多抗血清中的大部分的雜蛋白被去除，即圖1泳道中的蛋白分子量較大的部分被去除，結果顯示多抗血清中所含的IgG抗體的純度提高。

注：M為Marker；1為純化前的多抗血清；2為純化后的多抗血清。圖5 純化前、后血清IgG含量Fig.5 Serum IgG contents before and after purification

2.2.5 大豆球蛋白的Western blot 鑒定

如圖6所示，大豆球蛋白Western blot測定結果表明蛋白與多抗血清結合，證明成功制備了大豆球蛋白兔源多抗血清，并且提取過程并未破壞大豆球蛋白的抗原表位，純化后的蛋白能和多抗血清反應，經純化后的大豆球蛋白具有免疫活性。

注： M為低分子量Marker;1為11S;2為11S Western blot。圖6 大豆球蛋白與多抗結合Western blot圖譜Fig.6 Identification of soybean glycinin and polyconal antiserum by Western blot

3 結論

本研究對大豆球蛋白進行提取純化，測定蛋白純度達81%，多抗血清中含有較多的雜蛋白和其他成分，不同濃度的鹽離子可以使不同的蛋白質發生沉淀，選擇硫酸銨是因其具有易溶解、不容易使蛋白質變性的優點，經過硫酸銨分級沉淀法對大豆球蛋白多抗血清進行純化，蛋白電泳試驗表明大部分的雜蛋白被除去。免疫學特性結果顯示，1號兔的多抗血清效價1∶ 6 ×104，3號兔的多抗血清效價1∶5.8 ×104，對效價較高的1號和3號測定敏感性，1號兔的多抗血清對大豆球蛋白的IC50為527 ng/mL，3號兔對大豆球蛋白的IC50為582 ng/mL，即1號兔的多抗血清敏感性更高。總體來說1號兔的免疫效果優于3號兔。選取1號兔進行特異性分析，發現所制備的多抗血清與芝麻蛋白和麥朊蛋白交叉反應率幾乎為零，與花生蛋白和β-伴大豆球蛋白交叉反應率為4.6%和8.6%。對制備的大豆球蛋白多克隆抗體進行全面免疫學特性分析，得到了效價高、敏感性好的多抗，并對抗體進行了初步純化，免疫印跡表明大豆球蛋白具有免疫活性，所制多抗為大豆球蛋白不同種致敏性亞基的結構定位以及研究大豆致敏蛋白中的大豆球蛋白快速檢測提供了基礎條件。