ReviewPapers·综述2009年第45卷第19期

AdvancesinGastrointestinalMicrofloraColonizationRuleandFunctionofPiglet

ZHANGBo-lin,QINGui-xin*,SUNZe-wei,LIUNing,ZHAOYuan，WANGTao(CollegeofAnimalScienceandTechnology,JilinAgriculturalUniversity,JilinChangchun130118,China)

Abstract:Amutualinherentandmutualinhibitionecologicalrelationshipbetweenhosterandnormalmicrofloraingastrointestineofanimalswasestablished.Thesemicroorganismsplayedimportantrolesinkeepinganimalhealth,improvingtheresistanceofanimal,suppressingpotentiallypathogenicbacteriainthegutandkeepingthenormalphysicalfunctionsforanimals.Thispapertookareviewonthegastrointestinalmicrofloracolonizationruleandfunctionofpigsinembryoperiod,sucklingperiodandweanlingperiod.Thiswillprovidecertainreferenceforfurtherstudyingthegastrointestinalmicroorganismsofpigs.Keywords:gastrointestinalmicroorganisms;colonizationrule;function;piglets[12]PluskeJR,LeDividichJ,VerstegenMWA.Weaningthepig:Conceptsandconsequences[M].Netherlands:WagenningenAca-demicPublishers,2003.[13]MathewAG,RobbinsCM.Influenceofgalactosylactoseonen-ergyandproteindigestibility,entericmicroflora,andperformanceofweanlingpigs[J].JAnimSci,1997,75(4):1009-1016.[14]赵桂英,杨亮宇,段纲,等.断奶仔猪胃肠道正常菌群的数量和分区[J].黑龙江畜牧兽医,2003,(9):27-28.[15]禹慧明,廖玲,陈平洁,等.断奶仔猪肠道菌群的研究[J].中国微生态学杂志,2000,12(2):81-82.[16]ConwayPL.TheProceedingsoftheVIInternationalSymposiuforDigestionandPhysiologyofpigs[M].Chengdu:SichuanSci-enceandTechnologyPress,1997.[17]FullerR.Probioticsinmanandanimals[J].JApplBacteriol,1989,66:365-378.[18]LeeA.GemmellE.Changesinthemouseintesinalmicrofloraduringweaning:roleofvolatilefattyacids[J].InfectInmmun,1972,5:1-7.[19]CheikhyoussefA,PogoriN,ChenW,etal.Antimicrobialpro-teinaceouscompoundsobtainedfrombifidobacteria:Fromproductiontotheirapplication[J].IntJFoodMicrobiol,2008,125:215-222.[20]HooperLV,GordonJI.Commensalhostbacterialrelationshipsinthegut[J].Science2001,292:1115-1118.[21]谭支良.动物胃肠道微生态理论与实践[J].应用生态学报,2003,14(1):148-150.———————————————————————————收稿日期：2009-01-13；修回日期：2009-07-03基金项目：国家自然科学基金（30430520、30800790）；中国农业大学科研启动基金（2007023）作者简介：韩鹏飞（1987-），男，山东滨州人，硕士研究生*通讯作者摘要：大豆抗原蛋白既是大豆的主要营养成分，又是大豆抗营养因子之一，是限制大豆及其制品在人类营养和动物饲料中利用的主要因素。鉴于此，对大豆抗原蛋白的研究具有重要的科研和应用价值。其中最主要的两类为大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白，同时也是大豆引起机体过敏反应和腹泻的主要成分。本文主要介绍了大豆抗原蛋白的种类及结构、大豆抗原蛋白的营养免疫学特点，并对今后的研究方向进行了初步探讨。关键词：大豆抗原蛋白；抗原性；过敏反应中图分类号：S816.11文献标识码：A文章编号：0258-7033（2009）19-0069-04大豆抗原蛋白研究进展

韩鹏飞1，姜学2，马曦1*

（1.中国农业大学农业部饲料工业中心，北京100193；2.围场县农牧局，河北围场068450）

大豆是优质的植物蛋白质和油脂来源，在人类

和动物营养上具有很高的价值。但是大豆中含有的抗营养因子在很大程度上限制了大豆的开发和利

用。大豆中的抗营养因子包括抗原蛋白、凝集素、胰

蛋白酶抑制因子、异黄酮等[1]。这些抗营养因子通过

干扰营养物质的消化吸收、破坏正常的新陈代谢和

引起不良的生理反应等多种方式危害人和动物尤其

是幼龄动物的生长和健康，在很大程度上影响了大

豆及其制品的利用。尤其是热稳定的大豆抗原蛋69综述·ReviewPapers2009年第45卷第19期

白，是引发机体发生食物过敏反应的主要原因[2]。因

此，对大豆抗原蛋白的研究已成为科学界关注的焦

点之一。如何在当前蛋白质资源极为紧缺的形势

下，加大对大豆抗原蛋白的研究，揭示其在动物体内

抗营养作用的可能方式和机理，有效消除其抗原性，

以提高大豆及其制品的生物利用效率，成为现阶段

大豆研究的主要任务。本文综述了大豆抗原蛋白的

种类及结构、结构和功能的关系，并主要论述了大豆

抗原蛋白的营养免疫学特点，大豆抗原蛋白导致的

过敏性反应，以及目前研究提示的可能作用机理，并

对今后的研究方向进行了初步探讨。

1大豆抗原蛋白的种类及结构

根据蛋白质的溶解特性，大豆蛋白可以分为2

类，即清蛋白和球蛋白。清蛋白一般占大豆蛋白的5%左右，球蛋白约占90%左右；根据免疫学的分析，

球蛋白又可分大豆球蛋白（glycinin）、α-伴大豆球蛋

白（α-conglycinin）、β-伴大豆球蛋白（β-conglycinin）

和γ-伴大豆球蛋白（γ-conglycinin），并且它们是大

豆蛋白中主要的抗原成分；根据超速离心分析，用沉

降系数S代表这些组分，可分为2、7、11S和15S4

种成分，大豆蛋白主要是7S组分和11S组分，其中7S组分主要是β-伴大豆球蛋白，而11S组分主要

是大豆球蛋白，因此常把β-伴大豆球蛋白称7S球

蛋白，大豆球蛋白称11S球蛋白。1.1大豆球蛋白大豆球蛋白是大豆中的一种主

要贮藏蛋白，也是最大的单体成分，占大豆籽实总蛋

白的19.5%~23.1%和总球蛋白的40%。它是一种聚

合蛋白质，含糖蛋白较少，单聚体亚基结构表示为A-S-S-B，其中A代表酸性多肽链，分子量约为34~44ku；B代表碱性多肽链，分子量为20ku。S-S

是二硫键，11S球蛋白是由6个酸性亚基（A1，A2，A3，A4，A5，A6），6个碱性亚基（B1，B2，B3，B4，B5，B6）组成

的2个环状六角形结构，酸性和碱性亚基交互对应

形成比较稳定的结构形式，酸性亚基的分子量为34.8ku，碱性亚基为19.6ku，到目前为止发现约有5种单体存在形式，分别称为A1aB2，A1bB1b，A2B1a，A3B4和A5A4B3[3]。

大豆球蛋白的次级结构含有25%的α軒螺旋、25%

的β軌-折叠、42%的β軌-转角和8%的无规则卷曲。大

豆球蛋白含有较多的含硫氨基酸，因此一些化学试

剂（如尿素、强酸、强碱、十二磺基硫酸钠等）可断裂其二硫键，进而改变四级结构，增加其溶解度[4]。1.2β-伴大豆球蛋白用免疫电泳法可将伴大豆

球蛋白分离并鉴定为α、β、γ3种。β-伴大豆球蛋白也

是大豆中的一种主要贮藏蛋白，分子量为140~180ku，

占大豆籽实总蛋白的10%~12.7%和总球蛋白的30%。β-伴大豆球蛋白由α、α′和β3种亚基组成，3种亚基的分子量分别为58~77、58~83ku和42~53ku[5]，部分品种的大豆还含有β′亚基，目前研

究表明，有10种存在形式，其中有6种已经被鉴定出

来，被称为B1~B6，分别为αβ1、αβ2、αα′β、α2β、αα2、α3。1.3其他大豆抗原蛋白其他大豆抗原蛋白尽管

种类很多，但总体含量较低，只占大豆总蛋白的15%~20%；另外，它们抗原性也很弱。

2大豆抗原蛋白结构与功能的关系

不同种类大豆抗原蛋白具有各种各样的功能性

质，而这些功能性质归根结底是由基于分子结构基

础的蛋白质理化性质所决定的。Kim等[6]和Utsumi等[7]通过分析改性大豆球蛋白

的功能变化，获得其结构与功能的近似关系：大豆球

蛋白乳化能力与疏水性和结构不稳定性有关，热诱导

凝胶形成能力与结构不稳定性以及巯基基团的位置

和数目有关。此外，通过比较豆类和非豆类种子的大

豆球蛋白的氨基酸序列可以发现，在蛋白质胶凝的巯

基与二硫键（SH/S-S）交换反应的开始，C12与C15之

间的二硫键扮演着重要的角色；游离巯基基团的拓扑

学特性与热诱导凝胶的形成能力有着密切的关系；适

于凝胶和乳化性能的结构因素是完全不同的[8]。

例如，通过基因重组技术已经制备了均一的β-

伴大豆球蛋白。研究发现，β-伴大豆球蛋白的热稳

定性是由其组成亚基中具有最低变性温度的亚基决

定的。碳水化合物部分是造成天然β-伴大豆球蛋白

不溶的pH范围较为狭窄的原因[9]。

蛋白质的理化功能在很大程度上还与其三维结

构有关。大豆球蛋白的巯基基团数目很多，加之其独表1大豆抗原蛋白及其亚基的功能性质[10]功能性质蛋白质或亚基性能比较凝胶形成大豆球蛋白混浊，但硬而不脆的凝胶β-伴大豆球蛋白透明，柔软，更具弹性的凝胶热稳定性大豆抗原蛋白β-伴大豆球蛋白<大豆球蛋白β-伴大豆球蛋白亚基α<α′<β乳化性能大豆抗原蛋白β-伴大豆球蛋白>大豆球蛋白β-伴大豆球蛋白亚基α≥α′>β70