TG酶活性检测

一、

Govardus等采用β–酪蛋白交联的定量分析方法对不同来源的TGase的活性进行了比较,研究结果表明,来源于微生物的MTG较来源于哺乳动物血浆和血红球中的tTG,酶活性更强,催化蛋白质底物的反应活力更高。

Govardus A H,Wijngaards G,Boumans H,et al.Purification and substrate specificity of transglutaminases from blood and Streptoverticillium mobaraense[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,200l,49(7):3389–3393

二、谷氨酰胺转胺酶酶活测定

比色法[35]测定酶活:以N-α-CBZ-GLN-GLY为作用底物,L-谷氨酸-γ单羟胺酸做标准曲线。1个单位谷氨酰胺转胺酶酶活定义为:37℃时每分钟催化形成1μmol L-谷氨酸-γ单羟胺酸的酶量(U/mL)。

底物试剂A:100 mg的Nα-CBZ-GLN-GLY溶解于2 mL 0.2 mol/L的NaOH溶液中,加入0.2 mol/L pH6.0的Tris-HC缓冲液4 mL,0.1 mol/L羟胺2 mL,0.01 mol/L的还原型谷胱甘肽2 mL,并调节pH至6.0。

终止试剂B:3 mol/L的HCL,1 2%TCA,5%FeCL3按1:1:1混合。配制0~4μmol/mL的L-谷氨酸-γ-单异羟肟酸标准溶液。取1mL试剂A与0.4 mL不同浓度的L-谷氨酸-γ-单异羟肟酸标准溶液混合,37℃水浴10分钟。加0.4 mL试剂B终止反应,在525nm比色,绘制出标准曲线。以0.4 mL经适当稀释的酶液代替标准溶液,在相同条件下保温和比色,从标准曲线求出酶活。以100℃加热10分钟的离心后的上清液为空白。

酶活力(U/mL)=稀释倍数×(1.645×(样品OD525-空白OD525)-0.0007)

[35]Kleerebezem M,Tommassen J.Expression of the pspA gene stimulates efficient protein export in Escherichia coli.Mol

Microbiol,1993,7(6):947–956.

三、

凝胶实验[86]

1g酪蛋白用少量NaOH湿润后,加入磷酸缓冲液(0.1mol/L,pH=6.5)使酪蛋白浓度达到12%。酪蛋白溶液与发酵上清液按一定比例混合均匀,于37℃反应3h后,置于4℃冰箱中过夜观察,根据有无凝胶现象确定上清液有无酶活。

[86]黄六容,刘梅芳,何冬兰等.微生物MTG的筛选及产酶条件的研究[J].华中农业大学学报,2005,24(5):368-372

四、

谷氨酰胺转胺酶活力测定

关于谷氨酰胺转胺酶的活力测定到目前为止,还没有制定统一的、标准的方法大致上可以依据以下原理进行测定:胺反应法是依据14C标记的丁二胺做底物以比色法测定其交联反应的速率;氨基消去法是用三苯基磺酸盐测定剩余氨基的数量;分子量法是用SDS聚丙烯凝胶电泳测定分子量;氨释放法是用氨选择性电极检测氨的生成量。此外,还可通过测定蛋白质的功能性、粘度及凝胶强度的变化来测量酶的活力。以上各种方法之间没有必然的联系,测定结果受酶的来源、底物类型及具体反应条件的影响[18]。

目前应用最广的是Folk1957年提出的单

氧肟酸法,在TG含量极低的情况

下,可考虑采用荧光法或同位素原子示踪法等更为灵敏的检测手段。

(1)以分光光度计测活性:最常见的活性测定方法为Folk and Cole(1966)提出的hydroxylamine呈色法,利用酶作用时,底物与羟胺形成联结,再以三氯化铁呈色,测525nm吸光值,进而求得酶活性。

(2)以荧光测活性:Lorand等(1971)利用具荧光的monodansyl-cadaverine作为底物,经酶作用后,以紫外光照射可测到酶的存在。

(3)放射线分析:Lorand等(1972)提出放射线标记的胺,如putrecine、cadaerine等,可经TGase与含有υ-glutamyl的蛋白质形成键结,可用于分析酶活性。

(4)凝结稳定分析:factor XIII的作用可使纤维蛋白不溶于尿素及稀酸,Lorand和Gotoh(1970)以不同浓度纤维蛋白原加入酶反应,再以1%monochloroacetic acid测其稳定性。

(5)产物分析:Griffin等(1982)及Motoki(1983)以HPLC G-3000SW column测定ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸共价交联;Sakamoto等(1995)以HPLC定

量测定127个食品中的ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸共价交联。以酶反应后生

成的胺分子用于活性测定也有相关研究,Backer-Royer等(1992)及Faergemand(1993)利用酶反应产生一分子氨加入β-ketoglutamate经

glutamate dehydrogenase作用生成glutamate的过程中使NADPH转成NADP+原理来测定TGase的活性。Nielsen(1995)也提出利用氨的选择性电极测定TGase的活性。

(6)反应物残留分析:Ikura等(1980)提出以tri-nitrobenzenesulfonate测定酶反应后未反应的胺基团,用以判断酶的活性。

(7)分子量的测定:TGase催化酰基的转移反应,使蛋白质形成分子内及分子间的联结,使分子量增加,Ikura等(1980)利用SDS测定酶反应后分子量的

增加,可用于酶的定性分析。

(8)物性分析:Faergemand(1993)提出当以酪蛋白为TGase的基质时,氨的释放使黏度增加,可用黏度计来测酶活性。

[18].Perez-Mateos Miriam;Montero Pilar;Gomez-Guillen M Carmen.Addition of microbial transglutaminase and protease inhibitors to improve gel properties of frozen squid muscle[J].European Food Research&Technology.2002.214(5).377-381.

转谷氨酞胺酶活力测量方法根据测定原理可分为氨的导入、氨基酸基的消失、分子量的增加、NH3的形成,或者功能性质的测量,如粘度或凝胶强度。氨的导入分析已由较多学者采用,主要测量[14C]腐胺的导入。剩余氨基酸基分析是根据转谷氨酸胺酶催化前后自由氨基酸的差别来确定该酶的活力。而分子量的增加是利用SDS一APGE来测量,与其它方法相比,此方法一般只作为定量分析。而检测NH3的释出可用NH3电极来测量,但该法仅局限于一些底物。另外,也有分析方法利用转谷氨酸胺酶的交联反应,如测量凝胶的强

度。总之,转谷氨酞胺酶活力测定方法较多,然而相互之间的相关性不强。

相关程度取决于转谷氨酞胺酶类型(动物来源,还是微生物来源的)、底物以及条件。对于一个特定的体系,有必要建立一种适合于该体系的酶活测定方法。综观近期有关转谷氨酸酶相关的文献,不难发现其活力测量方法大多是根据Fofk等(1966)建立的分光光度法。不同学者引用都会有所改动,然而采用的底物基本相同,都为

一、

Govardus等采用β–酪蛋白交联的定量分析方法对不同来源的TGase的活性进行了比较,研究结果表明,来源于微生物的MTG较来源于哺乳动物血浆和血红球中的tTG,酶活性更强,催化蛋白质底物的反应活力更高。

Govardus A H,Wijngaards G,Boumans H,et al.Purification and substrate specificity of transglutaminases from blood and Streptoverticillium mobaraense[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,200l,49(7):3389–3393

二、谷氨酰胺转胺酶酶活测定

比色法[35]测定酶活:以N-α-CBZ-GLN-GLY为作用底物,L-谷氨酸-γ单羟胺酸做标准曲线。1个单位谷氨酰胺转胺酶酶活定义为:37℃时每分钟催化形成1μmol L-谷氨酸-γ单羟胺酸的酶量(U/mL)。

底物试剂A:100 mg的Nα-CBZ-GLN-GLY溶解于2 mL 0.2 mol/L的NaOH溶液中,加入0.2 mol/L pH6.0的Tris-HC缓冲液4 mL,0.1 mol/L羟胺2 mL,0.01 mol/L的还原型谷胱甘肽2 mL,并调节pH至6.0。

终止试剂B:3 mol/L的HCL,1 2%TCA,5%FeCL3按1:1:1混合。配制0~4μmol/mL的L-谷氨酸-γ-单异羟肟酸标准溶液。取1mL试剂A与0.4 mL不同浓度的L-谷氨酸-γ-单异羟肟酸标准溶液混合,37℃水浴10分钟。加0.4 mL试剂B终止反应,在525nm比色,绘制出标准曲线。以0.4 mL经适当稀释的酶液代替标准溶液,在相同条件下保温和比色,从标准曲线求出酶活。以100℃加热10分钟的离心后的上清液为空白。

酶活力(U/mL)=稀释倍数×(1.645×(样品OD525-空白OD525)-0.0007)

[35]Kleerebezem M,Tommassen J.Expression of the pspA gene stimulates efficient protein export in Escherichia coli.Mol

Microbiol,1993,7(6):947–956.

三、

凝胶实验[86]

1g酪蛋白用少量NaOH湿润后,加入磷酸缓冲液(0.1mol/L,pH=6.5)使酪蛋白浓度达到12%。酪蛋白溶液与发酵上清液按一定比例混合均匀,于37℃反应3h后,置于4℃冰箱中过夜观察,根据有无凝胶现象确定上清液有无酶活。

[86]黄六容,刘梅芳,何冬兰等.微生物MTG的筛选及产酶条件的研究[J].华中农业大学学报,2005,24(5):368-372

四、

谷氨酰胺转胺酶活力测定

关于谷氨酰胺转胺酶的活力测定到目前为止,还没有制定统一的、标准的方法大致上可以依据以下原理进行测定:胺反应法是依据14C标记的丁二胺做底物以比色法测定其交联反应的速率;氨基消去法是用三苯基磺酸盐测定剩余氨基的数量;分子量法是用SDS聚丙烯凝胶电泳测定分子量;氨释放法是用氨选择性电极检测氨的生成量。此外,还可通过测定蛋白质的功能性、粘度及凝胶强度的变化来测量酶的活力。以上各种方法之间没有必然的联系,测定结果受酶的来源、底物类型及具体反应条件的影响[18]。

目前应用最广的是Folk1957年提出的单

氧肟酸法,在TG含量极低的情况

下,可考虑采用荧光法或同位素原子示踪法等更为灵敏的检测手段。

(1)以分光光度计测活性:最常见的活性测定方法为Folk and Cole(1966)提出的hydroxylamine呈色法,利用酶作用时,底物与羟胺形成联结,再以三氯化铁呈色,测525nm吸光值,进而求得酶活性。

(2)以荧光测活性:Lorand等(1971)利用具荧光的monodansyl-cadaverine作为底物,经酶作用后,以紫外光照射可测到酶的存在。

(3)放射线分析:Lorand等(1972)提出放射线标记的胺,如putrecine、cadaerine等,可经TGase与含有υ-glutamyl的蛋白质形成键结,可用于分析酶活性。

(4)凝结稳定分析:factor XIII的作用可使纤维蛋白不溶于尿素及稀酸,Lorand和Gotoh(1970)以不同浓度纤维蛋白原加入酶反应,再以1%monochloroacetic acid测其稳定性。

(5)产物分析:Griffin等(1982)及Motoki(1983)以HPLC G-3000SW column测定ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸共价交联;Sakamoto等(1995)以HPLC定

量测定127个食品中的ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸共价交联。以酶反应后生

成的胺分子用于活性测定也有相关研究,Backer-Royer等(1992)及Faergemand(1993)利用酶反应产生一分子氨加入β-ketoglutamate经

glutamate dehydrogenase作用生成glutamate的过程中使NADPH转成NADP+原理来测定TGase的活性。Nielsen(1995)也提出利用氨的选择性电极测定TGase的活性。

(6)反应物残留分析:Ikura等(1980)提出以tri-nitrobenzenesulfonate测定酶反应后未反应的胺基团,用以判断酶的活性。

(7)分子量的测定:TGase催化酰基的转移反应,使蛋白质形成分子内及分子间的联结,使分子量增加,Ikura等(1980)利用SDS测定酶反应后分子量的

增加,可用于酶的定性分析。

(8)物性分析:Faergemand(1993)提出当以酪蛋白为TGase的基质时,氨的释放使黏度增加,可用黏度计来测酶活性。

[18].Perez-Mateos Miriam;Montero Pilar;Gomez-Guillen M Carmen.Addition of microbial transglutaminase and protease inhibitors to improve gel properties of frozen squid muscle[J].European Food Research&Technology.2002.214(5).377-381.

转谷氨酞胺酶活力测量方法根据测定原理可分为氨的导入、氨基酸基的消失、分子量的增加、NH3的形成,或者功能性质的测量,如粘度或凝胶强度。氨的导入分析已由较多学者采用,主要测量[14C]腐胺的导入。剩余氨基酸基分析是根据转谷氨酸胺酶催化前后自由氨基酸的差别来确定该酶的活力。而分子量的增加是利用SDS一APGE来测量,与其它方法相比,此方法一般只作为定量分析。而检测NH3的释出可用NH3电极来测量,但该法仅局限于一些底物。另外,也有分析方法利用转谷氨酸胺酶的交联反应,如测量凝胶的强

度。总之,转谷氨酞胺酶活力测定方法较多,然而相互之间的相关性不强。

相关程度取决于转谷氨酞胺酶类型(动物来源,还是微生物来源的)、底物以及条件。对于一个特定的体系,有必要建立一种适合于该体系的酶活测定方法。综观近期有关转谷氨酸酶相关的文献,不难发现其活力测量方法大多是根据Fofk等(1966)建立的分光光度法。不同学者引用都会有所改动,然而采用的底物基本相同,都为


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