小麦种子储藏蛋白种类及特性

1907年Osborne根据蛋白质在不同溶剂中的溶解性，将植物蛋白质进行了系统的分类：清蛋白（溶于水）、球蛋白（溶于稀盐溶液）、醇溶蛋白（溶于醇的水溶液）和谷蛋白（溶于稀酸或稀碱溶液）。这种分类方法由于不太严格，也不太精细，特别是谷蛋白的分离难以完全，因此一直存在争议。但它作为一个适应性较强的分类方法，沿用多年，因为其他分析技术难以把所有蛋白明确地划归为某几类。近年来，由于蛋白质分析技术的发展，特别是聚丙烯酰胺凝胶电泳、超速离心、层析、氨基酸序列分析等新技术的应用，对小麦种子储藏蛋白的种类和特性有了更进一步的了解。

醇溶蛋白相对分子质量较小，由单肽链构成，这些单肽链通过氢键和疏水键相互结合。由于氢键和疏水键键能太低，很容易使彼此结合的肽链分开，因此麦醇蛋白具有很好的延伸性。在酸性条件下，依据电泳迁移率的不同，醇溶蛋白可分为abcd 4种蛋白。前3种蛋白质相对分子质量为30000～45000，氨基酸组成基本相同，N端序列相似。它们含有较少的脯氨酸、谷酰胺和苯丙氨酸，但含较多的含硫氨基酸，所以abc麦谷蛋白称为富硫醇溶蛋白。富硫醇溶蛋白分子中的半胱氨酸对于维持单肽链内的二硫键起着重要作用。d醇溶蛋白相对分子质量较大，为65000～80000，含大量谷酰胺、脯氨酸和苯丙氨酸和极少量的含硫氨基酸，因此d麦醇蛋白又称为含硫醇溶蛋白。醇溶蛋白要么缺少二硫键（ω-麦醇蛋白），要么只具有键内二硫键（α-麦醇蛋白有3个，γ-麦醇蛋白有4个）。双向电泳表明，一个纯系的六倍体小麦约由45种麦醇蛋白组成。

麦谷蛋白相对分子质量较大，由多条具有键内二硫键的亚基通过非共价键连接分子，再通过若干分子间二硫键形成聚合体。利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-GAPE）技术，将还原后的麦谷蛋白分离为两组，即高相对分子质量亚基（HMW-GS）和低相对分子质量亚基（LMW-GS）。前者约占麦谷蛋白的20%，相对分子质量为70000～140000，后者约占麦谷蛋白的80%，相对分子质量为12000～50000（Grariland等，1982）。HMW麦谷蛋白一般由3～5个亚基组成，每个亚基的N端区域含35个半胱氨酸，C端区域含1个半胱氨酸。这些半胱氨酸形成的二硫键对维持面团的弹性有重要作用。LMW麦谷蛋白同α、β、γ-麦醇蛋白相似且密切相关，所以也称为聚集麦醇蛋白或HMW-麦醇蛋白。利用单向一步电泳方法可将高相对分子质量的麦谷蛋白亚基（LMW-GS）定名为A亚基；低相对分子质量的麦谷蛋白亚基（LMW-GS），根据相对分子质量不同，又分为B亚基和C亚基（图4.1）。一个纯系六倍体小麦品种约有15个LMW-GS（Harbrd等，1985）。由于麦谷蛋白二硫键（链内及分子间）被还原后，同醇溶蛋白一样，也溶于醇的水溶液，因此，二者均可归为醇溶谷蛋白类。通过PAGE技术，根据相对分子质量和元素组成，储藏蛋白可分为三组：HMW醇溶蛋白、贫硫醇溶谷蛋白和富硫醇溶谷蛋白（图4.1）。(https://www.daowen.com)

图4.1　小麦蛋白质分类及相互关系