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乳脂肪球膜蛋白组成及其功能特性

中国乳品工业 2022年第3期50卷 37-42,47页

作者：李贺腾飞江苏师范大学江苏徐州221116 江苏省内皮细胞靶向性心血管药物创制工程研究中心江苏徐州221116 蓝河营养品有限公司长沙410200 Blue River国际羊乳营养研究中心长沙410200

本文介绍了MFGM的组成和结构,通过对比牛乳、羊乳以及骆驼乳等5种乳源MFGM组成,解析了不同乳源MFGM的组成、结构及含量差异。从蛋白质组学角度综述了牛乳、羊乳以及骆驼乳等不同乳源MFGM蛋白的组成成分及其含量差异,并阐述了不同乳源MFG... 详细信息

本文介绍了MFGM的组成和结构,通过对比牛乳、羊乳以及骆驼乳等5种乳源MFGM组成,解析了不同乳源MFGM的组成、结构及含量差异。从蛋白质组学角度综述了牛乳、羊乳以及骆驼乳等不同乳源MFGM蛋白的组成成分及其含量差异,并阐述了不同乳源MFGM蛋白与人乳之间的相似性。筛选并系统地阐述了高丰度和高表达差异MFGM蛋白在乳化性和稳定性、消化稳定性以及对人体的安全性和耐受性方面的作用。综述了MFGM蛋白在抗癌、增强免疫力、修复肠道损伤、改善血脂、抗少肌症以及促进神经系统发育和提高认知能力过程中所参与的代谢途径和作用机制,为开发与利用MFGM蛋白提供了参考依据。

关键词：乳脂肪球膜蛋白结构营养生物活性

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乳脂肪球膜蛋白的富集分离及定量分析研究

乳脂肪球膜蛋白的富集分离及定量分析研究

作者：曹春杰天津科技大学

学位级别：硕士

在无水奶油的工业生产中,黄油乳清作为其副产物含有丰富的乳脂肪球膜(MFGM)成分,是一种分离MFGM的最佳原材料。目前,通过微滤来分离MFGM组分是唯一能进行工业化生产的方式,但是这种方法对小分子游离MFGM蛋白的保留十分不利。而超滤能够... 详细信息

在无水奶油的工业生产中,黄油乳清作为其副产物含有丰富的乳脂肪球膜(MFGM)成分,是一种分离MFGM的最佳原材料。目前,通过微滤来分离MFGM组分是唯一能进行工业化生产的方式,但是这种方法对小分子游离MFGM蛋白的保留十分不利。而超滤能够截留绝大部分MFGM蛋白,具有一定的研究潜力。本文通过改善实验室条件来模仿工业上无水奶油的生产,对黄油乳清进行收集,以蛋白质定性及半定量方法确定最佳的超滤前处理条件,然后从膜通量与膜的去除效率两方面来确定最佳的超滤条件,最后通过液相色谱串联质谱法(LS-MS/MS)分析不同的富集分离步骤中具体蛋白的富集及损失情况,最后确定最佳的富集分离方式。通过对脂肪含量的测定及蛋白质的定性分析选择最接近工业生产的黄油乳清提取方式。结果表明预热温度为35℃～50℃时,稀奶油的脂肪含量随着离心温度的升高而降低,其中预热温度为40℃时分离的奶油最接近工业生产,且MFGM含量最丰富;虽然实验室提取方法中的洗涤步骤能够洗脱大部分酪蛋白,但是会损失部分与膜松散结合的MFGM蛋白,不适于工业生产。用蛋白质定性及半定量的方法分析得到酸沉处理法与凝乳酶法相比总蛋白损失率相当,但是凝乳酶法不能在去除酪蛋白的同时将体系中的残余脂肪去除,因此最佳去除方法为酸沉法,且HC1比柠檬酸效果更佳。酸沉法的最佳条件为30℃,pH 4.6;因此确定酪蛋白得去除方法为在30℃下用1M HC1将pH调节至4.6进行沉淀离心。热钙聚集的最佳条件为Ca2+浓度为0.4 g/L,pH为7,加热温度为40℃-50℃。以超滤膜的透水通量和乳糖去除率为指标确定超滤的最佳条件,结果表明进料速度为0.2m/s,料液温度为30℃,pH为7,料水稀释比为1:1时超滤透出效果与膜通量最佳。通过LS-MS/MS对不同富集分离步骤得到的产物进行定量及蛋白质组学分析,结果表明在酸沉处理后,酪蛋白确实得到去除,但同时有与膜紧密连接的蛋白质参与到酪蛋白胶束的聚集中而损失,PAS 6/7作为松散结合蛋白质得到了富集;热钙聚集虽然能继续去除部分酪蛋白,但是会造成MFGM组分的大量损失。因此只适合乳清蛋白的分离,不适于应用到MFGM的富集中;不同孔径大小的超滤膜对于MFGM的富集效果也不同,由于大部分MFGM蛋白是以大分子MFGM碎片的形式存在的,因此100 kDa的超滤膜能够起到去除部分乳清蛋白且保留MFGM蛋白的效果。

关键词：乳脂肪球膜蛋白酪蛋白乳清蛋白超滤液相色谱串联质谱法

乳脂肪球膜蛋白对嗜酸乳杆菌CICC 6074酸胁迫条件下的保护机制

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乳脂肪球膜蛋白对嗜酸乳杆菌CICC 6074酸胁迫条件下的保护机制

作者：杨玉洁南京师范大学

学位级别：硕士

嗜酸乳杆菌是乳酸杆菌的重要成员,具有调节肠道免疫系统,增强机体免疫力的重要功能,然而乳酸菌要发挥这些益生功能,首先要提高其在胃肠道酸胁迫抗性。有研究表明,乳脂肪球膜(MFGM)可以通过与益生菌协同使其发挥更好的益生功能,我们猜想... 详细信息

嗜酸乳杆菌是乳酸杆菌的重要成员,具有调节肠道免疫系统,增强机体免疫力的重要功能,然而乳酸菌要发挥这些益生功能,首先要提高其在胃肠道酸胁迫抗性。有研究表明,乳脂肪球膜(MFGM)可以通过与益生菌协同使其发挥更好的益生功能,我们猜想可能是其表面的乳脂肪球膜蛋白提高了乳酸菌的酸胁迫抗性,但目前我们对其中的机制还知之甚少。本文以嗜酸乳杆CICC 6074为研究对象,探究了其自身的耐酸机制以及乳脂肪球膜蛋白对其酸胁迫下的保护机制。本课题主要研究内容如下:1.通过比较不同pH下嗜酸乳杆菌CICC 6074的存活能力,选取了pH=2.5为酸胁迫条件来进行后续的实验。通过蛋白质组学对菌株酸胁迫前后的蛋白变化进行分析,发现有264种蛋白发生了显著性变化,其中上调蛋白119个,下调蛋白145个,通过GO、COG、KEGG等数据库对这些蛋白进行了富集分析。通过对差异蛋白显著富集代谢通路进一步分析,发现有三个代谢通路受到了显著的影响:嘌呤代谢、磷酸转移酶系统、鞘脂类代谢,此外这些蛋白还涉及到氨基酸代谢、核糖体合成蛋白、ABC转运蛋白和DNA和蛋白修复等过程。结果表明,在强酸条件下,嗜酸乳杆菌通过下调DNA复制、翻译、转运等相关蛋白来减少蛋白的合成和能量的消耗来抵御酸胁迫;同时上调氨基酸代谢和DNA修复等相关蛋白来减少和修复酸胁迫对菌株造成的伤害。2.研究了乳脂肪球膜蛋白在保护嗜酸乳杆菌抵御酸胁迫中的作用。外源添加球膜蛋白可显著提高嗜酸乳杆菌的生长性能和酸胁迫条件下的存活率,菌株经pH=2.5胁迫处理3 h后,细胞存活率为未添加的1.9倍。同时,分析细胞生理特性发现,添加乳脂肪球膜蛋白的菌株保持了更高的pHi、H-ATP酶活性及氨基酸含量,可以有效调节胞内pH的稳定,增强菌体的酸胁迫抗性;最后,通过扫描电镜发现添加乳脂肪球膜蛋白可以更好地保持菌体结构的完整性,减少了胞内物质的流出及胞外有害物质的进入,从而有效地减轻了酸胁迫对细胞的损伤。3.通过蛋白质组学对乳脂肪球膜蛋白保护前后的嗜酸乳杆菌酸胁迫抗性变化进行了分析。添加乳脂肪球膜蛋白后,共鉴定到了538种变化显著的蛋白,其中上调蛋白439个,下调蛋白99个,然后通过GO、COG、KEGG等数据库对这些蛋白进行了富集分析。进一步对这些蛋白富集分析发现差异蛋白功能主要分为三大类:细胞代谢,DNA合成、转录和翻译,DNA及蛋白修复。添加乳脂肪球膜蛋白还会使得细胞物质代谢和能量产生的调控蛋白表达发生变化,使其具有更高的ATPase活性,肽聚糖合成以及氨基酸代谢活性,有利于减少酸胁迫对细胞造成的损伤。在DNA合成、转录和翻译相关通路,添加乳脂肪球膜蛋白可促进DNA复制、转录及翻译相关蛋白的表达,维持菌体在酸胁迫中的正常代谢。最后在DNA及蛋白修复方面,添加乳脂肪球膜蛋白可促进大量DNA修复蛋白的生成,但分子伴侣蛋白较少,从而修复酸胁迫引起的DNA及蛋白损伤。综上所述,我们探究了嗜酸乳杆菌CICC 6074可能的耐酸机制,外源添加乳脂肪球膜蛋白可以提高嗜酸乳杆菌CICC 6074的酸胁迫抗性,并对其作用机制进行了初步的探讨,为提高乳酸菌酸胁迫抗性提供了新的思路。

关键词：嗜酸乳杆菌CICC 6074 蛋白组学酸胁迫乳脂肪球膜蛋白氨基酸代谢 DNA修复

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母乳和牛乳中乳脂肪球膜蛋白质的差异分析

食品科学 2016年第20期37卷 69-74页

作者：景萌娜姜铁民刘斌张咚咚魏京华王品李菊芳陈历俊大连工业大学生物工程学院辽宁大连116034 北京三元食品股份有限公司国家母婴乳品健康工程技术研究中心北京100163

为比较乳脂肪球膜(milk fat globule membrane,MFGM)蛋白在母乳和牛乳中的差异,采用有机试剂提取法,从母乳和牛乳中提取分离出MFGM蛋白,经皮尔斯^(TM)去垢小柱去除十二烷基硫酸钠后,通过液相色谱-质谱联用技术检测分析,检测结果根据特... 详细信息

为比较乳脂肪球膜(milk fat globule membrane,MFGM)蛋白在母乳和牛乳中的差异,采用有机试剂提取法,从母乳和牛乳中提取分离出MFGM蛋白,经皮尔斯^(TM)去垢小柱去除十二烷基硫酸钠后,通过液相色谱-质谱联用技术检测分析,检测结果根据特异性肽段匹配数不小于1筛选后,在母乳和牛乳中分别检测到863种和454种蛋白,其中二者共有175种,分别独有688种和279种。将母乳中差异表达的688种蛋白质按PANTHER数据库进行蛋白质的Gene Ontology(GO)功能注释,这些蛋白主要是细胞部分、细胞器、细胞膜等组分,参与的生物途径有新陈代谢过程、生物调节、刺激性反应、免疫系统过程、再生作用等,具有催化、黏合、转运、酶调节等多种分子功能。另外,母乳中的这些差异蛋白参与氨酰tRNA生物合成、致病性大肠杆菌感染、脂肪酸代谢、丙酸代谢、甾体合成、酸降解等都是牛乳中的乳脂肪球膜蛋白不具有的功能。通过分析得出母乳和牛乳中的MFGM蛋白具有明显差异,虽然有部分组成和功能的重叠,但在丰度和代谢路径上,牛乳MFGM蛋白不能替代母乳MFGM蛋白。

关键词：乳脂肪球膜蛋白母乳牛乳功能注释代谢途径

牦牛酥油乳脂肪球膜蛋白对双歧杆菌增殖的影响

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中国乳品工业 2023年第6期51卷 4-9页

作者：谈婷孙万成罗毅皓沙国林青海大学农牧学院西宁810016 青海省海北藏族自治州祁连县默勒镇畜牧兽医站青海祁连810499

利用牦牛酥油乳脂肪球膜(milk fat globule membrane,MFGM)蛋白探究其对长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacterium longum ***,*** ***)CICC6069和青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis,***)CICC6070体外增殖的影响。在MFGM蛋白不同添加量下,通过菌落计数探究MFGM蛋白对双歧杆菌菌落总数的影响。结果表明,当MFGM蛋白添加量在0~1200μg/L,菌落总数随着MFGM蛋白添加量的增加而增大,当MFGM蛋白添加量为1200μg/L时菌落总数达到最高。利用全自动生长曲线分析仪每隔2 h实时测定双歧杆菌光密度值(optical density,OD)OD600,探究酥油MFGM蛋白对双歧杆菌生长曲线的影响。研究表明,与空白对照相比,MFGM蛋白能够促进200μL体系下双歧杆菌的生长,提高了双歧杆菌对数期生长速率。牦牛酥油MFGM蛋白对双歧杆菌的增殖具有促进作用,其中MFGM蛋白对*** CICC6070的促进效果强于*** *** CICC6069,对2种双歧杆菌的促进作用在研究浓度范围内为2.00 mg/mL时增殖效果最好。本研究有利于提高牦牛酥油MFGM蛋白附加值,为牦牛酥油MFGM蛋白作为新的双歧杆菌促生长因子提供数据基础,为将来对牦牛酥油中MFGM蛋白的综合利用和开发提供参考。

关键词：牦牛酥油乳脂肪球膜蛋白双歧杆菌体外增殖菌落总数生长曲线

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马乳脂肪球膜蛋白组鉴定及潜在功能分析

中国畜牧兽医 2021年第11期48卷 4025-4034页

作者：常花香李晓斌熊素玉张俊瑜陈开旭刘建成李宁臧长江李凤鸣新疆农业大学动物科学学院乌鲁木齐830052 新疆昌吉回族自治州药品检验所昌吉831100 新疆畜牧科学院饲料研究所乌鲁木齐830000

试验旨在研究马乳脂肪球膜(milk fat globule membrane,MFGM)蛋白组成及潜在的生物学功能。选取12匹5岁左右、平均体重为450~500 kg的健康纯血母马作为试验动物,主要饲喂干牧草,所有马匹饲养和管理条件均相同。将12份样品以每组4份进行... 详细信息

试验旨在研究马乳脂肪球膜(milk fat globule membrane,MFGM)蛋白组成及潜在的生物学功能。选取12匹5岁左右、平均体重为450~500 kg的健康纯血母马作为试验动物,主要饲喂干牧草,所有马匹饲养和管理条件均相同。将12份样品以每组4份进行混合,分离提取产后第60天马乳中MFGM蛋白,进行高分辨质谱仪鉴定和生物信息学分析。结果显示,马MFGM组分中共鉴定出310种表达蛋白,这些蛋白主要参与的生物过程为生物调节、刺激应答、定位、多细胞生物过程、运输、信号、细胞通讯、发育过程、细胞分化和免疫系统过程等;细胞成分主要为胞外区域、膜、囊泡、核仁和线粒体等;分子功能主要为催化活性、蛋白质结合、碳水化合物衍生物结合和小分子结合等。KEGG通路分析表明,MFGM蛋白主要参与血小板活化通路、内吞、脂肪酸生物合成和Ras信号通路等。马乳MFGM蛋白的蛋白质互作网络分析图中共包含215种蛋白质。本研究结果揭示了马乳MFGM蛋白质组的复杂性,为解析其营养和生物学功能提供了科学数据。

关键词：马乳乳脂肪球膜蛋白生物学功能生物信息学分析

日粮中添加共轭亚油酸（CLA）对荷斯坦奶牛乳脂肪球膜蛋白组成的影响

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日粮中添加共轭亚油酸（CLA）对荷斯坦奶牛乳脂肪球膜蛋白组成的...

作者：黄啟雪河南农业大学

学位级别：硕士

乳脂肪以球状形式分散在乳汁中,称为乳脂肪球(MFG),其外包裹着一层含有蛋白和磷脂的膜结构,称为乳脂肪球膜(MFGM)。乳脂肪球膜上的蛋白的组成和含量受到物种、泌乳时期和营养等因素的影响。本研究采取共轭亚油酸(CLA)饲喂正常泌乳的荷... 详细信息

乳脂肪以球状形式分散在乳汁中,称为乳脂肪球(MFG),其外包裹着一层含有蛋白和磷脂的膜结构,称为乳脂肪球膜(MFGM)。乳脂肪球膜上的蛋白的组成和含量受到物种、泌乳时期和营养等因素的影响。本研究采取共轭亚油酸(CLA)饲喂正常泌乳的荷斯坦奶牛,取其牛乳进行乳成分和乳脂肪球粒径分析,提取MFGM蛋白进行蛋白组学分析,并通过细胞试验探究提取的乳脂肪球膜蛋白对乳腺上皮细胞脂滴形成的影响,为理解乳脂肪球膜蛋白的组成在乳脂肪球粒径大小过程中的调节作用奠定基础。(1)动物试验:试验首先选取16头健康体况近似的荷斯坦奶牛,对照组(CON组)正常饲喂,试验组(CLA组)每只牛饲喂350 g/d的CLA,饲喂10天,分别在0、2、4、6、8、9和10天分析奶牛生产性能,采集牛乳进行乳成分测定,采用马尔文激光粒度仪对乳脂肪球粒径大小进行测定,在第10天采集牛乳进行蛋白组学分析,采用Western blot进行验证。结果表明随着CLA饲喂天数的增加,两组奶牛的乳产量、乳蛋白和乳糖含量没有显著影响,乳脂肪含量、乳脂肪球粒径D,D,以及粒径参数Dv(10),Dv(50),Dv(90)和Dv(100)会随着饲喂天数增加呈现显著降低(P乳脂肪球数量进行计数,发现随着CLA饲喂时间的增加,乳脂肪球数量也有显著降低的趋势(P蛋白,经SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳之后,证实MFGM蛋白的提取成功,通过i TRAQ蛋白组学定量技术对两种牛乳进行测定分析,得到乳脂肪球膜蛋白的组成表达谱,筛选其中的差异蛋白,并进行GO和KEGG富集分析,获得差异表达膜蛋白,发现与对照组相比CLA组的FABP3、XDH和PLIN2分别下降0.89、0.82和0.77倍(P蛋白进行Western blot验证蛋白表达量,结果与蛋白组学的结果相类似,表明MFGM蛋白的组成对乳脂肪球粒径大小发挥调控作用。(2)细胞试验:体外培养奶牛乳腺上皮细胞MAC-T,分别进行以下处理:对照组为LA+CON-MFGM组(100μm亚油酸+100μg/m L CON-MFGM蛋白)、试验组为LA+CLA-MFGM组(100μm亚油酸+100μg/m L CLA-MFGM蛋白),处理过后的细胞采用油红O染色脂滴并测量脂滴直径大小和比例,结果发现与CON组MFGM蛋白处理的乳腺上皮细胞脂滴大小1.07μm相比,CLA组MFGM蛋白处理的脂滴直径增加到1.33μm(P蛋白处理使细胞的小脂滴(size3μm)比例增加。

关键词：共轭亚油酸乳脂肪球乳脂肪球粒径乳脂肪球膜蛋白 GO KEGG WB

母乳与婴幼儿配方粉中乳脂肪球膜蛋白的比较研究

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母乳与婴幼儿配方粉中乳脂肪球膜蛋白的比较研究

作者：林铁大连工业大学

学位级别：硕士

母乳是婴儿生长发育重要的营养来源,被誉为液体黄金。母乳也是婴儿配方乳粉的模拟对象。本研究利用生物信息学分析工具,对母乳中乳脂肪球膜蛋白（milk fat globular membrane protein,MFGMP）的组成及功能特性进行比较分析,为西藏地区... 详细信息

母乳是婴儿生长发育重要的营养来源,被誉为液体黄金。母乳也是婴儿配方乳粉的模拟对象。本研究利用生物信息学分析工具,对母乳中乳脂肪球膜蛋白（milk fat globular membrane protein,MFGMP）的组成及功能特性进行比较分析,为西藏地区婴儿配方乳粉的开发提供理论依据。主要研究结果如下:（1）应用定性和相对定量蛋白组学技术,研究国内四个不同地区母乳中MFGMP的组成和功能特性。这四个地区共鉴定出2635种蛋白,其中西藏地区798种,河南地区473种,辽宁地区561种,湖南地区803种。西藏地区它含有数量最多的特异表达蛋白,高达438种。由此可知,西藏地区母乳与其他三地母乳在MFGMP种类差异显著。生物信息学分析结果显示,MFGMP在蛋白组成、GO功能注释等方面都有很大差异。（2）应用定性和相对定量蛋白组学技术,分析西藏地区初乳、过度乳和成熟乳中MFGMP的组成和功能特性。在西藏地区初乳、过渡乳和成熟乳中共鉴定出1543种MFGMP,其中152种蛋白是初乳MFGMP独有的,278种是过度乳MFGMP所独有的,207种是成熟乳MFGMP所独有的,三者共有556种蛋白。生物信息学分析结果显示,西藏地区初乳、过度乳和成熟乳MFGMP在蛋白数量、组成及生物学功能方面存在很大差异。（3）应用定性和相对定量蛋白组学技术,分析婴儿配方乳粉、生牛乳、西藏地区初乳、过渡乳和成熟乳的组成和功能特性。在婴儿配方乳粉、生牛乳、和西藏母乳中共鉴定出939种MFGMP,其中63种是婴儿配方乳粉所独有,43种是生牛乳MFGMP所独有,531种为西藏母乳所独有,所以西藏地区母乳与婴儿配方乳粉和生牛乳存在较大差异。生物信息学分析结果显示,婴儿配方乳粉和生牛乳与西藏地区母乳MFGMP在蛋白数量、组成及生物学功能方面存在很大差异。综上所述,本文对四个地区（西藏、辽宁、河南和湖南）和西藏地区不同泌乳阶段（初乳、过度乳和成熟乳）母乳中MFGMP进行了定性和相对定量蛋白质组学分析,研究MFGMP的组成及功能特性的差异。在此基础上开展对西藏母乳、婴儿配方乳粉和牛乳深入蛋白组学分析,研究数据提供三者MFGMP全面详尽的信息,为西藏地区专属婴幼儿配方乳粉提供了理论研究依据。

关键词：西藏母乳蛋白质组学乳脂肪球膜蛋白

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牛乳和双峰驼乳中乳脂球膜蛋白的差异分析

食品科学 2022年第22期43卷 309-316页

作者：豆智华杨迎春杨洁新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室新疆乌鲁木齐830046

为阐明双峰驼乳中乳脂球膜蛋白(milk fat globule membrane proteins,MFGMP)的组成以及与牛乳MFGMP之间的差异,以牛乳和双峰驼乳中的MFGMP为研究对象,采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳、双向电泳和液相色谱-串联质谱(liquid chrom... 详细信息

为阐明双峰驼乳中乳脂球膜蛋白(milk fat globule membrane proteins,MFGMP)的组成以及与牛乳MFGMP之间的差异,以牛乳和双峰驼乳中的MFGMP为研究对象,采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳、双向电泳和液相色谱-串联质谱(liquid chromatograph-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)技术对其中的高丰度蛋白质进行表征,并对双峰驼乳MFGMP提取方法进行选择。结果显示,双峰驼乳和牛乳MFGMP中含量最高的蛋白组分依次为嗜乳脂蛋白、黄嘌呤氧化还原酶/脱氢酶、乳凝集素(MFG-E8或PAS6/7)、脂肪分化相关蛋白(ADRP或PLIN2),3种方法分析双峰驼乳和牛乳中MFGMP中高丰度蛋白组分的结果具有一致性。基于LC-MS/MS技术对双峰驼乳的MFGMP进行鉴定,并将对鉴定出的蛋白质进行基因本体功能注释和京都基因与基因组百科全书路径分析,发现这些蛋白主要是细胞膜、线粒体、内质网膜等组分,参与的生物途径有翻译和翻译的起始、氧化还原过程、细胞内蛋白质转运、蛋白质折叠、细胞氧化还原稳态等,具有结合活性和分子催化等分子功能。

关键词：双峰驼乳牛乳乳脂肪球膜蛋白

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