蛋白质组学在动物科学研究中的应用研究

施祖友 舒音东

蛋白质组学在动物科学研究中的应用研究

施祖友 舒音东

（昆明市东川区动物卫生监督所，云南东川 654100）

作为功能基因表达的一种产物，蛋白质会对机体各种生命代谢活动产生间接或是直接的调控者作用，并为人体生命活动提供本质上直观的分子学基础。随着后基因组时代的来临，蛋白质组学在以动物科学为代表的生物学研究方面表现出了较高的应用价值。本文就对蛋白质组学在动物科学研究中的应用方法和现状进行了分析。

蛋白质组学；动物科学；应用研究

作为生命科学的一个主要分支，动物科学的主要作用在于对动物的消化代谢、繁殖、生长发育和遗传变异过程规律的掌握和认识，从而为人类提供包括油脂、毛皮、肉、蛋、奶等在内不同类型的优质动物产品。现阶段，我国动物科学研究的主要目标在于绒毛、肉、蛋、奶等产品质量和品质的提升［1］。动物科学研究的焦点在于畜禽经济性分析，包括禽类产蛋的质量和数量、绒毛的质量和产量、奶制品的产量和质量等。从动物科学研究的主要途径来看，随着宏观和微观生物学的逐步发展完善，生态学和分子生物学之间也实现了相互的交叉渗透。

1 蛋白质组学及其技术

由以往的医学报道结果可知，蛋白质组的理念首先出现于1994 年，并有M arc W ilkins 首先提出，其最初的概念为一个基因所表达的蛋白质［2］。现阶段，蛋白质组的完整性、准确性概念为：在某一特定时刻，一个已知的组织或是细胞内所存在的全部修饰蛋白质和亚基，所以，由此我们可以知道，蛋白质组学指的就是在蛋白质整体性、相互作用、动态、水平定量方面生物体的全面研究，这也是鉴定和识别组织和细胞所表达全部蛋白质及它们的表达模式和表达规律的一门学科［3］。蛋白质组学的主要研究内容在于：第一，蛋白质组学生物信息学和支撑技术平台的研究。第二，功能蛋白质组学，即比较蛋白质组学，其主要作用在于生理条件变化情况下蛋白质组出现变化的分析和比较。第三，结构蛋白质组学，即对蛋白质组组成的研究。

2 蛋白质组学在动物科学上的应用

第一，蛋品质研究。作为胚胎体外发育的保护屏障和全部营养来源，鸡蛋能够为人体组织正常的运转提供必需的支持。国内外研究领域自2006 年以来，对蛋壳、蛋清和蛋黄中全体蛋白质组分进行了系统深入的蛋白质组学研究，并加以准确的描述和鉴定，进而得出结论：蛋黄膜中共存在蛋白质137 种，蛋黄和蛋清中共存在蛋白质255种和165种，酸溶性蛋壳基质中共存在蛋白质520 种［4］。尽管鸡蛋内存在种类丰富的蛋白质，但是，对于这部分蛋白质类型的实际功能的研究仍然较少，仅仅停留在预测阶段。另一方面，鸡蛋中的蛋白质会受到较多因素的影响，包括储藏条件、饲养饲粮、孵化条件等等［5］。尽管鸡蛋中的蛋白质数量大部分可以被检测到，但对于不同部位的新的蛋白质类型和实际存在数量，仍然有待于进一步的深入研究。

第二，乳品质研究。一方面，蛋白质的组成会直接受到泌乳阶段和胎次等因素的影响。白蛋白（ albumin，ALB ） 、乳铁蛋白 （ lacto-ferrin，LF） 、免疫球蛋白 M （ Ig M ）和免疫球蛋白G （ Ig G ）等差异表达的乳蛋白质，均会因泌乳阶段和胎次的差异而有所不同，营养物质和饲喂量的改变，都会改变乳蛋白的构成。另一方面，研究人员对乳蛋白质的构成进行了深入研究。全部物种的乳蛋白质主要类型均为较少的几种，但是，受到遗传变异和修饰的影响，蛋白质的构成也会变得更加复杂。随着体细胞数量的增加，牛乳酪蛋白质的水解程度也会逐步提高，进而诱发严重的乳房炎疾病，此时，牛乳中酪蛋白质会完全水解，而乳清蛋白质量则会急剧增加［6］。

第三，肉品质研究。研究人员近年来一直致力于研究用蛋白质组学来描述骨骼肌中蛋白质的种类。研究人员通过2-DE 和 MS技术对牛半腿肌的蛋白质表达谱进行了分析，其中共检测到重复的蛋白质点500个，随后，通过用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（ MALDI-TOF-MS）技术对其中的129 个蛋白质点进行了鉴定。Promeyrat 等研究人员发现，蛋白质氧化的潜在标记为含抗氧化相关蛋白和铁蛋白，若在脂质、芳香族氨基酸和硫醇基官能等氧化相关物质的研究领域应用蛋白质组学技术，则会对细胞和组织水平的氧化应激机制的进行更加深入的说明，并对肉类的品质进行更加准确的控制。另一方面，钙蛋白酶系统的宰后贮藏条件和时间等，也会直接影响肌纤维蛋白的降解以及肉的嫩度。通过蛋白质组学方式，能够对肉质有关的蛋白质进行鉴别、筛选和寻找，并通过蛋白质组学方式对肉类的持水性、风味、嫩度与其品质之间的关系进行说明。

3 总结

随着近年来现代生物科学研究的逐步发展，各项研究已经逐步进入后基因组时代，自然科学研究逐步分化为微观和宏观两个层面，作为自然科学的主要构成部分，动物科学在分子层面的研究开始转向对于功能基因组的研究，且各项研究更加系统、直观，更加关注蛋白质组学功能的探究和分析。另一方面，快速发展的蛋白质组学技术也开始与生物信息技术、基因组学研究技术等相互融合，为蛋白质功能研究、小分子蛋白的分离鉴定、动物生长和动物产品生产中蛋白成分标记检测等蛋白质组学内容提供了新的研究途径，从而实现了动物生化代谢机制研究的深入，并大大提高了人们的认识与理解。

［1］ 黄德伦，黄玉林，付强，等.蛋白质组学在哺乳动物睾丸和精子发生中的应用［J］.基因组学与应用生物学，2013，32（2）：272-273.

［2］ 刘永杰，张克山，卢国栋，等.蛋白质组学在动物医学中的应用研究进展［J］.动物医学进展，2011，32（6）：139-140.

［3］ 张欣，曹君迈，贝占林.差异蛋白质组学在植物科学研究中的应用［J］.广东农业科学，2011，1（7）：151-152.

［4］ 余翔.蛋白质组学在肉品科学中的应用［J］.肉食工业，2011，1（1）：39-40.

［5］ 石海霞，王海荣.营养基因组学在动物营养与饲料科学研究中的应用［J］.饲料研究，2014，3（1）：13-14.

［6］ 唐志如，印遇龙，李丽立，等.营养组学研究体系及其在家养动物上的应用［J］.家畜生态学报，2009，30（5）：1-3.