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福建牡蛎肌质钙结合蛋白低致敏性衍生物的研究

福建牡蛎（Crassostrea angulata）是我国重要的软体类水产品，随着消费量的增加，牡蛎引起的食物过敏问题也受到重视。实验室前期研究中，发现福建牡蛎重要致敏原肌质钙结合蛋白（sarcoplasmic calcium-binding protein，SCP），并获批世界卫生组织/国际免疫学会联盟系统命名Cra a 4，但其结构与免疫结合活性的构效关系尚不明确。本研究以Cra a 4为研究对象，分析结构与免疫结合活性之间的构效关系，对影响Cra a 4结构的关键氨基酸进行定点突变制备衍生物，利用小鼠食物过敏模型评估衍生物致敏性。为探究Cra a 4结构变化对其免疫结合活性的影响，利用化学变性剂处理Cra a 4，发现Cra a 4在变性剂作用下表面疏水性升高。进一步对变性剂处理产物的免疫结合活性分析，牡蛎过敏患者血清学实验显示Cra a 4处理产物的免疫结合活性显著降低，5 种变性剂处理产物的免疫结合活性存在不同程度的降低，二硫苏糖醇、十二烷基磺酸钠的处理对Cra a 4的免疫结合活性影响最大，表明Cra a 4结构的稳定对维持其免疫结合活性至关重要。进一步将影响Cra a 4结构的二硫键位点（Cys97）、构象表位氨基酸（Ile105、Asp114）及钙离子结合位点（Asp106、Asp110）突变为丙氨酸，获得5 个衍生物（C97A、I105A、D114A、D106A、D110A）。血清学实验显示C97A、I105A、D114A的IgE结合活性显著降低，其中C97A显著下调了嗜碱性粒细胞表面CD63和CD203c分子的表达水平，具有低免疫反应性。对衍生物的结构进行表征，结果显示C97A的α-螺旋相对含量升高，表面疏水性增加，Cys97的突变导致Cys97与Trp56、Glu93、Ile101形成的氢键被破坏，进而影响蛋白质的结构稳定。利用小鼠食物过敏模型对低免疫反应性衍生物C97A进行体内致敏性分析。与Cra a 4组相比，C97A组小鼠过敏症状得到缓解，脾脏指数显著降低，肠道炎症减弱，血清中特异性IgE水平显著降低、IgG2a水平显著升高。利用流式细胞仪评估脾脏及肠系膜淋巴结细胞中免疫相关细胞因子的表达水平，发现C97A组白细胞介素-4的水平显著降低、白细胞介素-10的水平显著升高，IL-4/IFN-γ的比例显著降低。综上，本研究发现Cra a 4结构的破坏降低其免疫结合活性。二硫键位点突变显著降低了Cra a 4的免疫反应性，说明二硫键是维持Cra a 4结构和免疫结合活性的关键氨基酸；与Cra a 4相比，低免疫反应性衍生物C97A引起的小鼠过敏症状减轻，血清中IgE抗体、脾脏及肠系膜淋巴细胞表达的细胞因子IL-4的水平显著降低，证实其在体内的低致敏性。

嘉宾介绍

刘光明 教授

厦门海洋职业技术学院 校长

集美大学食品学院

博士生导师，国家百千万人才。1994年获湖南科技大学生物科学专业理学学士，1997年厦门大学微生物学专业理学硕士，2003年获厦门大学动物学专业理学博士；2004—2006年，汕头大学基础医学博士后科研流动站博士后；2008—2009年，美国农业部南方农业研究中心食品免疫学研究室访问学者；2011年，台湾大学生化科技学系访问学者；2014年，英国诺丁汉大学食品营养学系访问学者；2018年，香港中文大学食品系访问学者。兼任中国食品科学技术学会理事、厦门市海洋功能食品重点实验室主任，以及《食品科学》《中国食品学报》《食品工业科技》等杂志编委。

实习编辑：西北农林科技大学 食品科学与工程学院 杨瑞蕾；责编：张睿梅

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

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