宰后肉的品质直接影响消费者对购买的肉及肉制品的满意程度。牛肉在宰后贮藏期间由于受自身肌肉组织中生物化学变化的影响，导致肌肉的品质发生一系列的变化，这些生物化学变化主要包括细胞凋亡、内源酶激活、结构蛋白降解等。蛋白酶体作为内源性蛋白酶家族成员，可以通过发挥酶解作用水解肌肉中的蛋白质，进而影响宰后肌肉的品质变化。宁夏大学食品科学与工程学院的胡丽筠、王金霞、李亚蕾*等以宰后秦川牛背最长肌为研究对象，测定蛋白酶体活性及品质变化，结合4D-非标定量（4D-LFQ）蛋白质组学方法研究蛋白酶体，分析宰后贮藏期间蛋白酶体活性与能量水平及其与肉品质的关系，揭示宰后贮藏期间蛋白酶体调控肉品质的潜在机制。1 秦川牛背最长肌蛋白酶体含量变化与肉品质相关性分析1.1 pH值的变化由图1可知，宰后秦川牛背最长肌的pH值呈先降低后缓慢上升的趋势（P＜0.05），与高永芳 研究宰后牛肉pH值变化一致。宰后初期pH值下降，是糖酵解作用产生乳酸导致，4～8 d pH值上升可能是肌肉中的酸性物质开始被代谢 。1.2 色度的变化由图2可知，随贮藏时间的延长La*值呈先升高后降低的趋势（P＜0.05），这与杨巧能等 研究牦牛肉中L*值的结果一致。b*值随贮藏时间的延长显著升高（P＜0.05）。长时间贮藏会影响细胞肌红蛋白氧化还原的化学机制，从而影响肉色 。1.3 保水性的变化由图3可知，牛肉在0～8 d的贮藏过程中蒸煮损失呈先上升后下降的趋势（P＜0.05）。牛肉在0～8 d的贮藏过程中离心损失呈先上升后下降的趋势（P＜0.05）。这是由于宰后僵直的发生，肌球蛋白和肌动蛋白结合生成肌动球蛋白，导致肌肉收缩，使得细胞内的水分流失。1.4 剪切力的变化由图4可知，随着宰后牛肉贮藏时间的延长，剪切力呈先上升后下降的趋势（P＜0.05），表明宰后初期秦川牛肉嫩度较差，贮藏至8 d时嫩度好转，本研究结果与李若绮 对贮藏期间牛肉剪切力的研究结果一致，宰后初期，肌肉出现僵直现象，但随着贮藏时间的延长，肌肉中内源酶对肌肉蛋白降解，导致肌肉的僵直解除，嫩度增加 。1.5 MFI的变化由图5可知，随着时间的延长，宰后贮藏期间秦川牛背最长肌肌原纤维小片化指数（MFI）显著升高（P＜0.05）。这是由于贮藏时间的延长，秦川牛肌肉结构蛋白在内源酶的作用下被降解，肌肉僵直解除，使得肌肉变软。1.6 能量基本物质ATP、ADP、AMP含量的变化采用HPLC法测得秦川牛背最长肌贮藏过程中能量代谢基本物质的变化，如表1所示，随着宰后贮藏时间的延长，ATP逐渐耗尽，0～2 d期间快速下降，2～8 d下降较缓，8 d时ATP基本检测不出；ADP、AMP的含量在0～8 d均呈下降趋势。 能量物质的缺失会间接导致细胞凋亡发生，进而使肌肉蛋白的合成速率远低于降解速率，造成肌肉纤维蛋白含量减少，进而使牛肉的嫩度发生变化 。1.7 2OS蛋白酶活性的变化蛋白酶体作为内源性蛋白酶对宰后肉品质的影响很重要。由图6可知，在宰后贮藏过程中，20S蛋白酶体相对活性显著降低（P＜0.05） 。1.8 蛋白酶活性与能量物质及品质指标的相关分析为探究宰后贮藏期间秦川牛背最长肌中蛋白酶体与肉品质及能量物质的关系，对蛋白酶体活性与能量基本物质及品质指标进行Pearson相关性分析，由表2可知，宰后贮藏期间秦川牛背最长肌中20S蛋白酶体活性与b*值呈显著负相关（P＜0.05），与ADP含量呈显著正相关（P＜0.05），与AMP含量呈极显著正相关（P＜0.01），与MFI呈极显著负相关（P＜0.01），以上结果表明宰后肌肉中蛋白酶体活性的变化与肌肉中能量物质及肌肉品质的变化有着密切的关系。 蛋白酶体活性与能量物质相关性极强，说明蛋白酶体降解蛋白质是一个依赖能量的过程 。2 蛋白质组组学数据分析对不同贮藏期秦川牛背最长肌蛋白质表达变化进行样品组间相关性分析，由图7可以看出，样品在不同贮藏期间差异较大，该结果充分证明了样品采集的组学数据重复性较好，不同贮藏期样本具有显著差异，具有一定代表性，能够满足后续分析要求。2.1 蛋白酶体相关蛋白质筛选本研究采用4D-LFQ研究秦川牛在宰后贮藏过程中蛋白质组学变化。设置差异倍数（fold change，FC）为1.2 倍筛选DEPs，结果表明，4 d/0 d组一共鉴定出38 个DEPs；8 d/0 d组一共鉴定出71 个DEPs；8 d/4 d组一共鉴定出42 个DEPs。通过Uniprot数据库对所筛DEPs进行逐个检索，通过功能特性筛选出8 种蛋白酶体亚基，说明蛋白酶体在宰后牛背最长肌中主要以亚基形式存在，详细信息如表3所示，4 d/0 d共2 个显著差异表达的蛋白酶体亚基；8 d/0 d共7 个显著差异表达的蛋白酶体亚基，8 d/4 d共1 个显著差异表达的蛋白酶体亚基。2.2 蛋白酶体相关DEPs的鉴定将筛选出的DEPs与筛选出的8 种蛋白酶体亚基表达量进行相关性分析，并结合String对蛋白酶体及其相关的DEPs进行PPI互作分析，结果如图8所示，表明该网络中PPI富集的P值为1.0×10 -16 ，聚类系数为0.456，发现了46 个节点数，88 条边位于该互作网络中，最终确定27 个DEPs与蛋白酶体之间具有明显的互作关系。筛选出的与8 种蛋白酶体亚基表达量相关的DEPs详细信息如表4所示。2.3 GO分析利用GO注释对蛋白酶体亚基及其相关DEPs进行生物信息分析，并从3 个角度对其功能进行分析，即生物过程（BP）、分子功能（MF）、细胞组分（ents，CC），结果可以看出，8 d对比0 d组共富集到16 个BP、15 个CC、9 个MF。由图9可知，宰后0～8 d，蛋白酶体及相关DEPs主要涉及：蛋白酶体介导的泛素依赖性蛋白质分解代谢过程、ATP酶活性的调节、蛋白质折叠、骨骼肌收缩、糖酵解过程、肌肉收缩等BP；MF主要包括内肽酶活性、肌动蛋白结合、苏氨酸型内肽酶活性、肌动蛋白丝结合、微丝运动活性、ATP结合等；CC主要包括蛋白酶体核心复合物、Z盘、肌球蛋白复合体、应力纤维、细胞核、细胞质、肌动蛋白细丝、蛋白酶体核心复合物、α-亚单位复合物等。2.4 KEGG通路富集分析通过KEGG通路对筛选的蛋白酶体亚基及其相关DEPs进行通路富集分析，结果显示，8 d/0 d组蛋白酶体亚基及其相关DEPs注释于3 条途径。从表5可以看出，在屠宰后的0～8 d内，DEPs主要参与蛋白酶体（bta03050）、低氧诱导因子1（HIF-1）信号传导（bta04066）、碳代谢（bta01200）途径。蛋白酶体是一种多亚基蛋白酶复合物，其表达所有组成的蛋白酶体亚基，在哺乳动物细胞中，编码蛋白酶体亚基的基因组成表达受许多转录因子的调节，是迄今为止所发现的最大、最复杂的蛋白质，约占全部基因产物的1%～2%。本研究结合蛋白质组学技术共筛选出8 种蛋白酶体亚基，表明宰后牛肉蛋白酶体以蛋白酶体亚基的形式存在。PSMA6和PSMB6基因的转录对肌间脂肪含量有影响；PSMD13在蛋白酶体降解中起着重要的作用；PSMD4的作用是将靶蛋白送入26S蛋白酶体的催化机制；PSMD13、PSMD4作为26S蛋白酶体非ATPase调节亚基，说明蛋白酶体在宰后能量耗尽时，依然可以降解蛋白；PSMB3和PSMB6是蛋白酶体亚基的成员，其中PSMB6具有催化活性，PSMA7作为免疫调节剂，对线粒体具有调节作用；20S蛋白酶体亚基PSMA3，可优先与许多不需要聚泛素链定位的内在无序蛋白相互作用。越来越多的证据表明，细胞通过蛋白酶体亚基和组装伴侣的协调表达调节蛋白酶体丰度，从而根据自身需要调节蛋白酶体介导的降解。通过功能注释发现这些与蛋白酶体亚基之间具有明显互作关系的DEPs包含了与细胞骨架相关蛋白，其中MYH15、MYH6为肌球蛋白重链，肌球蛋白作为骨骼肌内具有收缩功能和调节功能的主要蛋白，尤其在骨骼肌的收缩功能上发挥重要作用，肌动蛋白等关键结构蛋白的蛋白水解和肌节的变化是导致宰后贮藏过程中肉质嫩化的主要原因，已鉴定这些蛋白是蛋白酶体的潜在底物，结合相关性分析蛋白酶体活性与MFI呈极显著负相关（P＜0.01），说明宰后蛋白酶体通过对肌细胞骨架蛋白的降解从而对嫩度产生影响。通过GO注释对这些蛋白质的生物信息进行分析，蛋白酶体及其相关蛋白在细胞内通过其分子功能参与蛋白酶体介导的泛素依赖性蛋白质分解代谢、ATP酶活性的调节、骨骼肌收缩、糖酵解等生物途径。宰后由于肌肉蛋白降解导致肌肉品质变化，其中蛋白酶体介导的UPP是肉类蛋白质降解最重要的途径之一，Jia Wei等基于高通量蛋白质组学研究山羊肉冻藏过程中蛋白质动态变化的分子机制，发现蛋白酶体通过UPP对冷冻过程中蛋白降解及肉的品质产生影响，本研究结果与其一致。糖酵解是机体在缺氧情况下能量供应的重要途径，研究发现蛋白酶体亚基PSMB3、PSMA3对ALDOC、ENO2蛋白的调节可能影响宰后糖酵解过程，宰后肌肉供氧停止，糖酵解反应开始，促使乳酸积累，pH值降低，进而影响肌肉中蛋白质的特性，最终引起肉质嫩度、持水性和色泽变化，结合相关性分析20S蛋白酶体活性与b*值呈显著负相关（P＜0.05），可以推测宰后贮藏过程中蛋白酶体有可能通过对糖酵解的调节来影响肉色。ATP是细胞中主要的高能化合物，是许多代谢反应的驱动力，它的存在对细胞至关重要，ACTN1、MYH6是与ATP酶活性调节相关蛋白，结合相关性分析蛋白酶体活性与ADP含量呈显著正相关（P＜0.05），与AMP含量呈极显著正相关（P＜0.01），表明宰后贮藏期间蛋白酶体通过消耗机体细胞中的ATP分解代谢蛋白质。通过KEGG通路对与蛋白酶体表达相关的DEPs进行通路富集分析发现，宰后8 d对比0 d组显著富集了3 条途径，DEPs主要参与蛋白酶体途径（bta03050）、HIF-1信号传导途径（bta04066）、碳代谢途径（bta01200）。HIF-1信号传导途径参与宰后缺氧反应，调控多种靶基因的表达，上调影响细胞存活、生长、分化、以及凋亡的基因表达，蛋白酶体在细胞内，参与包括调节细胞周期、细胞凋亡、增加抗原递呈等多种细胞功能，说明宰后牛肉贮藏过程中，蛋白酶体有可能与细胞凋亡相关影响宰后牛肉品质。碳代谢主要包括糖酵解途径、磷酸戊糖途径、三羧酸循环等，糖酵解是机体在缺氧情况下能量供应的重要途径，宰后贮藏初期蛋白酶体通过消耗能量物质，影响宰后牛肉品质特性，后期由于能量物质耗尽，蛋白酶体可通过糖酵解提供的能量以及非ATP依赖型蛋白酶体亚基，实现对宰后蛋白质的降解，最终影响秦川牛肉的品质。结 论宰后贮藏期间秦川牛背最长肌中蛋白酶体活性与牛肉能量代谢及品质间存在密切联系。宰后贮藏期间蛋白酶体以亚基的形式存在，与其相关DEPs具有内肽酶活性、肌动蛋白结合、微丝运动活性等分子功能，参与泛素依赖性蛋白质分解代谢、骨骼肌收缩、肌肉收缩、糖酵解等生物过程，引起秦川牛肉品质变化；宰后初期蛋白酶体通过消耗能量物质分解代谢蛋白调控生物途径，后期能量物质耗尽，蛋白酶体可通过糖酵解提供的能量以及非ATP依赖型蛋白酶体亚基，实现对宰后蛋白质的分解代谢，最终影响秦川牛肉的品质。本文《基于蛋白质组学分析蛋白酶体对宰后秦川牛肉贮藏期间品质变化的影响 》来源于 《食品科学》2023年45卷第 5 期 86 - 93 页，作者： 胡丽筠，王金霞，李 荣，张 倩，陈雪妍，李亚蕾*，罗瑞明 。 DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20230412-118 。 点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。实习编辑；云南师范大学生命科学学院 母朵银；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与陕西师范大学、新疆农业大学、浙江海洋大学、大连民族大学、西北大学于2024年10月14-15日在陕西西安共同举办“2024年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。长按或微信扫码了解详情为加强企业主导的产学研深度融合，促进食品科研成果转化和服务地方经济产业，由全国糖酒会主办，北京食品科学研究院、中国食品杂志社和中粮会展（北京）有限公司承办的“食品科技成果交流会”将于2024年10月29-31日糖酒会期间在深圳国际会展中心举办 ，以当前食品科技发展趋势和食品产业发展的重点科技需求为导向，针对食品产业发展面临的重大科技问题，交流和借鉴国外经验，为广大食品科研工作者和生产者提供新的思路，指明发展方向。长按或微信扫码进行注册会议招商招展联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）