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金属硫蛋白(metallothionein,MT)是一类富含半胱氨酸、具有金属结合特性、广泛存在于动物、植物、微生物体内一类低分子量多功能诱导性蛋白。独特的生物学功能使金属硫蛋白成为环境科学、生物毒理学、医学等领域的研究热点之一。国内外学者先后研究了金属硫蛋白多种提取纯化方法及相应的分析技术,但是有关MT的分离和定量分析尚无国际性的标准方法。本研究选取海洋源生物毛蚶为研究对象,探究毛蚶中的活性成分金属硫蛋白的高效提取纯化技术,并对其抗氧化活性进行研究,以期为海洋活性物质质量控制与功能性评价提供理论基础。主要研究内容如下:(1)金属硫蛋白提取原材料的选择:选取毛蚶(Scapharca subcrenata)为研究对象。毛蚶属于滤食性双壳贝类,体内易富集重金属,在我国分布广泛,资源尤为丰富,是提取金属硫蛋白理想的原料。本研究采用50mmol/L氯化锌诱导毛蚶机体产生金属硫蛋白,探究毛蚶中金属硫蛋白的提取方法并优化其制备工艺。诱导后毛蚶组织中Zn2+含量由21.84mg/g增加到72.40mg/g,MT含量由0.39 mg/g增加到0.65 mg/g,诱导效果显著。(2)毛蚶中金属硫蛋白提取工艺的研究:采用性质稳定且与生理体液的相容性好Tris-HCl缓冲液作为提取剂,匀浆离心提取毛蚶中MT。在单因素实验的基础上,以金属硫蛋白提取量作为响应值,根据Box-Behnke实验原理,在四因素三水平的基础上进行毛蚶金属硫蛋白提取工艺响应面优化分析,得到MT最佳的提取条件。当提取缓冲液pH为8.45,缓冲液浓度0.18 mol/L,提取温度35℃,物料比为1:6时,提取时间为30 min时毛蚶组织MT可获得最佳提取效果,平均提取含量为0.69 mg/g。(3)毛蚶中金属硫蛋白分离纯化技术的优化:首先通过蛋白纯化仪确定毛蚶中Zn-MT最佳紫外监测波长,采用Enrich SEC 70高分辨率分子筛预装柱将毛蚶粗提物中MT与杂蛋白分开,0.01 mol/L的Tris-HCI缓冲溶液进行洗脱,流速为1.00 mL/min,得到初步纯化目标产物毛蚶MTs,提取率为37.96%,纯度为92.43%;将凝胶过滤层析初步纯化得到的MTs进行DEAE阴离子交换层析,0.50 mol/L NaCl缓冲溶液梯度洗脱,流速为1.00 mL/min,分离得到毛蚶中MT-I与MT-Ⅱ组分;最后将分离纯化得到的MT-I与MT-Ⅱ组分进行脱盐处理,收集最终产物,MT-I的提取率为43.66%,纯度为95.12%,MT-Ⅱ的提取率为45.83%,纯度为95.56%。通过ICP-MS检测不同纯化阶段金属硫蛋白锌离子信号值与紫外检测相结合的办法区分不同种MT,建立金属硫蛋白准确高效的双重检测方法,并根据金属硫蛋白结合金属元素的特点实现蛋白的定量分析。(4)毛蚶中金属硫蛋白分子量的测定。通过Tris-Tricine-SDS-PAGE凝胶电泳测得毛蚶与兔肝中的金属硫蛋白相对分子量较为接近。毛蚶初步纯化产物MTs相对分子量为17.79 kDa,阴离子交换层析分离得到的MT-I、MT-Ⅱ相对分子量分别为17.63kDa、17.16 kDa,对照品兔肝Zn-MTs相对分子量18.12 kDa。(5)毛蚶金属硫蛋白不同纯化阶段抗氧化活性的研究:实验结果表明,通过凝胶过滤层析、阴离子交换层析不同纯化阶段得到的金属硫蛋白,与抗坏血酸(Vc)作对照,具有较好的抗氧化能力(T-AOC),对羟基自由基(·OH)、DPPH自由基具有很强的清除能力。初步纯化得到的毛蚶MTs总抗氧化能力为4.25 U/mg,MT-Ⅰ总抗氧化能力为3.30 U/mg,MT-Ⅱ的总抗氧化能力为3.21 U/mg。50mg/mL的样品溶液对羟自由基清除率大小顺序为:初步纯化MTs(70%)﹥Vc(62%)﹥MT-Ⅰ(57%)﹥MT-Ⅱ(51%)。60mg/mL的样品溶液对DPPH清除率大小顺序为:初步纯化MTs(89%)﹥Vc(78%)﹥MT-Ⅰ(56%)﹥MT-Ⅱ(50%)。