菜豆植物凝集素活性的測定方法研究

李佳楠等

摘要：探索分光光度法測定菜豆（Phaseolus vulgaris）植物凝集素活性的最佳測定條件，分析了56個菜豆品種的植物凝集素活性。結果表明，紅細胞懸液濃度2×108個/mL，凝血10 min后測定OD416 nm，為菜豆植物凝集素的最佳測定條件。在該條件下，分析了56個菜豆品種中的植物凝集素活性濃度，旨在為分析菜豆植物凝集素的毒效提供參考。

關鍵詞：菜豆（Phaseolus vulgaris）；植物凝集素；分光光度法；活性

中圖分類號：S532 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）12-3005-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.12.053

Determination of the Activity of Lectin in Kidney Bean

LI Jia-nan，YANG Wei，YUAN Sha，CHEN Chan-you

（Department of Biotechnology， Life Science College， Jianghan University， Wuhan 430056， China）

Abstract： The optimal detecting lectin activity in Phaseolus vulgaris by spectrophotometry and 56 varieties were analyzed in this paper. The results showed that the suitable concentration of red blood cell was 2×108 cell/mL， and the best coagulation time was 10 min and detected at 416 nm. The lectin activity concentration of 56 varieties were determined under to the established conditions to provide a reference for the toxic effects analysis of lectin in Phaseolus vulgaris.

Key words： Phaseolus vulgaris； lectin； spectrophotometry； activity

菜豆（Phaseolus vulgaris）為豆科一年生草本植物，別名四季豆、蕓豆、豆角，是常見食用蔬菜[1]，但其中的植物凝集素（PHA），胰蛋白酶抑制劑，皂甙和植酸等對人體均有一定的毒性作用，常常導致菜豆中毒事件[2-5]。植物凝集素是植物界中廣泛存在的一類能夠可逆結合到特異單糖或多糖上的蛋白質，其相對分子量為126～136 kDa，含有4個亞基，每個亞基都有1個與糖結合位點，能使紅細胞產生凝集現象[6，7]。迄今為止，在已發現的1 000多種菜豆植物凝集素中，豆科植物凝集素有600多種[8]。

紅細胞凝集法是目前應用最為廣泛的植物凝集素檢測方法[9]。該方法利用兔、羊、人等動物紅細胞，配制成一定濃度的紅細胞懸液，將凝集素溶液經過倍比稀釋后加入等體積紅細胞懸液，靜置一段時間后，通過肉眼觀察或比色測定活性[10-12]。但目前已報道的凝集素測定方法多為定性或半定量方法，難以定量分析凝集素濃度與血細胞凝集效應之間的關系。本試驗采用分光光度法優化了菜豆植物凝集素標準品的活性測定條件，并測定了56個菜豆品種的植物凝集素活性濃度，為驗證菜豆植物凝集素的毒效關系提供試驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料

菜豆鮮莢由江漢大學湖北省豆類（蔬菜）植物工程技術研究中心試驗基地提供。供試樣品均為2012～2013年春季栽植，選取菜豆開花后15 d成熟莢作為研究對象，共計56個品種；菜豆植物凝集素標準品（純度98%，Sigma）；Alsevers（Biosera）；兔紅細胞懸液自制；其余試劑均為國產分析純。

1.2 方法

1.2.1 菜豆豆莢浸提液的制備 將新鮮菜豆豆莢打碎成漿后，稱取10 g，加入PBS溶液定容至10 mL，4 ℃搖床振蕩浸提24 h，8 000 r/min離心10 min，取上清液作為待測樣液，每樣分別提取3次。

1.2.2 兔紅細胞最大吸收波長測定 取兔靜脈血，配制成2×108個/mL的紅細胞懸液，取100 μL加入酶標板，全波長酶標儀（200～1 000 nm）測定血細胞的吸光值。

1.2.3 不同紅細胞濃度下的凝血反應 在酶標板中每孔加入100 μL的1 mg/mL菜豆植物凝集素標準品，以二倍稀釋法設置7個濃度梯度，濃度在1～0.015 625 mg/mL之間，每個濃度設置3個平行。將兔紅細胞配制成濃度為2×108、1×108、5×107個/mL的紅細胞懸液，每孔加入20 μL紅細胞懸液，且每個紅細胞濃度設置3個平行。混合均勻，靜置10 min，測定OD416 nm，繪制菜豆植物凝集素凝血活性濃度曲線。

1.2.4 不同凝集時間下的凝血反應 將兔紅細胞配制成2×108個/mL的紅細胞懸液，于酶標板中每孔加入100 μL的上述梯度濃度的菜豆植物凝集素標準溶液，每濃度設置3個平行。每孔加入20 μL的2×108個/mL紅細胞懸液。混合均勻，靜置觀察，分別于5、10、20 min測定OD416 nm，繪制菜豆植物凝集素凝血活性濃度準曲線。

1.2.5 菜豆植物凝集素活性濃度測定 酶標板每孔加入100 μL菜豆豆莢浸提液和100 μL PBS緩沖液，充分混勻，每個樣品設3個復孔。每孔加入20 μL的2×108個/mL紅細胞懸液，室溫靜置10 min，測定OD416 nm，通過上述曲線方程計算菜豆植物凝集素濃度。

2 結果與分析

2.1 菜豆凝集素測定的最佳條件

兔紅細胞的光譜圖見圖1。由圖1可知，當吸收波長為416 nm時，濃度為2×108個/mL的兔紅細胞懸液具有較大吸光值，因此選擇416 nm作為測定波長。

將濃度分別為2×108、1×108、5×107個/mL的紅細胞懸液滴加到7個濃度梯度的菜豆植物凝集素標準品溶液中，凝集時間10 min，測定OD416 nm，繪制標準曲線，結果顯示3個濃度的紅細胞均有明顯凝血效應，其中濃度為2×108個/mL紅細胞的凝血反應標準曲線線性較好（圖2），故選擇2×108個/mL作為紅細胞的工作濃度。

在紅細胞濃度為2×108個/mL時，分別測定放置5、10、20 min時，7個菜豆植物凝集素標準品的凝血效應。以OD416 nm做標準曲線，結果顯示凝血時間為10 min時，標準曲線線性最好（圖3），故選擇10 min作為反應時間。

2.2 菜豆品種植物凝集素凝集活性濃度

根據菜豆植物凝集素測定的最佳條件和標準曲線方程y=-0.658 0x+1.442 7，測定56個菜豆品種豆莢中的植物凝集素凝集活性，結果見圖4。

由圖4可知，菜豆凝集素總體活性濃度水平差異較大。活性濃度最高是40號（10.85 mg/g），最低是45號（0.025 mg/g），56個菜豆品種可以分為2個品種群：①高活性濃度品種群（4.36～10.85 mg/g），共5個品種，即40號、38號、33號、44號和6號；②低活性濃度品種群（0～2 mg/g），其余51個品種。而在2～4.36 mg/g之間沒有品種分布。

3 討論

目前凝集素活性的測定方法主要分為兩大類：一類以觀察血細胞凝集效果的定性分析，如V形酶標板法、平板法、試管法等[10-12]；另一類是以分光光度計及酶標儀測定的特定波長吸光度的半定量分析方法[13]。這些方法通常存在以下不足：①只能定性或半定量測定；②配制標準紅細胞懸液多用體積百分數來表示，不能定量分析結果，且批次間結果差異大；③確定讀取終點時間的隨意性較大，肉眼觀察結果的主觀性大，精確度低；④測定方法多種多樣，測得的結果千差萬別，難以重復。

本試驗優化了分光光度法測定菜豆植物凝集素的條件，測定了不同菜豆的植物凝集素活性。在植物凝集素測定中，通過制備已知數量的紅細胞懸液，降低各批次間測定的不確定性，同時通過標準曲線將樣品菜豆的凝集素活性換算為濃度，實現菜豆中植物凝集素活性濃度的定量分析。該方法較傳統測定方法更客觀，適用于大量樣本同時快速檢測，試驗結果為分析不同來源及品種菜豆植物凝集素的毒效關系提供了參考。

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