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疏水蛋白是高等丝状真菌在特定时期产生的一类具有特殊理化性质的小分子量蛋白质,它们可以在两相界面自组装成膜,使疏水性表面的亲水性增强,而亲水性表面的疏水性增强。真菌疏水蛋白序列包含八个保守的半胱氨酸残基,作为一种高效能表面活性剂,在很多方面有着巨大的应用价值,目前已进入研发阶段的如医学领域(包括药物分散、药物缓释以及组织工程支架修饰等)、生物芯片、生物传感器、食品应用(包括果蔬保鲜、乳化剂等)等,是一种非常有潜力的新型表面活性材料。
瑞氏木霉(Trichoderma reesei)又称里氏木霉,是一种可以水解纤维素的丝状真菌。HFBI是瑞氏木霉中发现的第一个疏水蛋白,其遗传以及生化特性已经了解比较清楚。该蛋白基因编码97个氨基酸,切除信号肽后获得的成熟蛋白包含75个氨基酸。灰树花是一种具有很高营养价值和药用价值的可食用真菌,该菌种中提取出的疏水蛋白有着更大的食品应用优势。目前在灰树花中唯一发现的Ⅰ型疏水蛋白为HGFI,本实验室已经从真菌灰树花中提取并鉴定得到该蛋白,而且获得了他的DNA序列,并在毕赤酵母中成功表达,为本实验提供了很好的研究背景。
本实验希望通过这两个分属于Ⅰ型和Ⅱ型的疏水蛋白在性质和应用上的对比,更好的解释两型疏水蛋白的差异性,揭示HFBI作为Ⅱ型疏水蛋白在乳化性上更广阔的应用前景和在食品工业上的贡献。同时本实验还首次将HFBI构建于毕赤酵母中进行表达,利用实验室现有的疏水蛋白表达系统,来探索HFBI表达量的进一步突破。
本实验的基本思路是,从瑞氏木霉中克隆得到hfbI基因,利用pPIC9作为表达载体,在毕赤酵母GS115中实现HFBI蛋白的成功表达,并通过快速银染及Western blot等手段检测其表达量,然后将纯化得到的rHFBI蛋白进行XPS、WCA等检测,验证其性质仍然保持疏水蛋白的特性,如改变表面的亲疏水性等,再以HGFI为对照,对比其在乳化性(包括维持水油分散体系的稳定性以及啤酒爆瓶等)等方面的差异。结果证明,经毕赤酵母表达的HFBI蛋白不仅维持了原有的性质,同时表达量也很可观,为大量纯化HFBI蛋白提供了参考。在其次进行的应用试验中,HFBI也表现出预期的优势。