利用MS／MS研究燕麥中表達球蛋白儲存蛋白的基因組鑒定

最近發表在《植物科學前沿》（1）上的一篇論文介紹了一整套表達的球蛋白基因，這些基因編碼燕麥中的主要儲存蛋白及其染色體位置。為了獲取這些信息，研究人員利用串聯質譜法 (MS/MS) 分析分離的球蛋白，以確認種子中的身份和表達。研究人員在燕麥基因組上確定了 32 個球蛋白基因序列；其中，可以確認 RNA 水平上的表達，并且 27 個基因序列也被 MS 檢測到為表達蛋白。這些結果提供了迄今為止最廣泛的鹽溶性燕麥球蛋白序列集，為進一步了解它們對人類營養的影響鋪平了道路。

燕麥是一種營養豐富的谷物，以其健康益處而聞名，其中約 60% 的燕麥粒由淀粉組成，是其中最豐富的碳水化合物 (2)。然而，燕麥粒的蛋白質含量根據品種和栽培條件不同，從 12% 到 20% 不等，是蛋白質含量最高的糧食作物之一 (3,4)。盡管燕麥中蛋白質含量很高，且在飲食過程中非常重要，但其在燕麥中的存在尚未得到廣泛研究。作者表示，更好地了解燕麥蛋白質的豐度、表達和潛在特性，尤其是球蛋白（主要蛋白質成分），將為人類營養的未來進步鋪平道路，這推動了產生這篇論文的研究。

研究團隊檢索并繪制了燕麥中表達的球蛋白，以全面了解這種谷物中最豐富的蛋白質家族。他們基于之前記錄的基因序列以及最近開發的 Sang 基因組瀏覽器 (5) 來搜索結構相似性。將這些序列與重新測序和參考組裝的 Belinda 燕麥基因組進行比較。然后根據溶解度對燕麥球蛋白進行分級，通過凝膠電泳分離，并使用 MS/MS 進行鑒定。

作者表示，他們的研究提供了最全面的燕麥球蛋白基因集，包括其氨基酸序列，并擴展了目前對這些蛋白質的了解。未來的研究可以探索是否存在其他不溶于鹽的球蛋白 12S 蛋白，這些蛋白可能與本文中發現的序列沒有那么密切的關系，這可能會加深我們對該蛋白質家族多樣性的理解。

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References

1. Gil-González, A. B.;Sj?gren, L. L. E.; Bernfur, K.;Olsson, O.;Zambrano, J.A. Genomic Identification of Expressed Globulin Storage Proteins in Oat. Frontiers in Plant Science, 2024, 15. DOI: 10.3389/fpls.2024.1418658

2. Antonini, E.; Lombardi, F.; Alfieri, M.; Diamantini, G.; Redaelli, R.; Ninfali, P. Nutritional Characterization of Naked and Dehulled Oat Cultivar Samples at Harvest and After Storage. J. Cereal Sci. 2016, 72, 46–53. DOI: 10.1016/j.jcs.2016.09.016

3. Menon, R.; Gonzalez, T.; Ferruzzi, M.; Jackson, E.; Winderl, D.; Watson, J. Oats– From Farm to Fork. Adv. Food Nutr. Res. 2016, 77, 1–55. DOI: 10.1016/bs.afnr.2015.12.001

4. Poutanen, K. S., K?rlund, A. O., Gómez-Gallego, C., Johansson, D. P., Scheers, N. M., Marklinder, I. M., et al. (2022). Grains– A Major Source of Sustainable Protein for Health. Nutr. Rev. 2022, 80, 1648. DOI: 10.1093/nutrit/nuab084

5. Kamal, N.; Tsardakas Renhuldt, N.;Bentzer, J.; Gundlach, H.; Haberer, G.; Juhász, A., et al. The Mosaic Oat Genome Gives Insights into a Uniquely Healthy Cereal Crop. Nature 2022, 606 (7912), 113–119. DOI: 10.1038/s41586-022-04732-y