Молекулярные маркеры для ускоренной селекции сортов гороха с улучшенными диетическими свойствами семян в контексте хранения и термической обработки: 2020 г. этап 1

Проект: исполнение гранта/договораисполнение этапа гранта/договора

Сведения о проекте

описание

Семена бобовых растений представляют собой важнейший источник растительного белка в рационе человека и животных. В силу этой причины, их пищевые свойства являются объектом активной селекции с целью получения новых сортов, характеризующихся высокой пищевой ценностью семян. Необходимо отметить, что важнейшими факторами, влияющими на пищевую ценность семенной продукции являются продолжительность и условия их хранения, а также наличие термической обработки. В этой связи, для успешной селекции гороха, необходимо выявление надежных молекулярных маркеров, сопровождающих снижение пищевой ценности семян гороха при старении и кулинарной обработке. Поскольку как хранение семян, так и их термическая обработка, сопровождаются образованием потенциально про-воспалительных продуктов глико – и липоокисления, повышение выраженности про-воспалительных свойств семенной продукции может рассматриваться как параметр снижения пищевой ценности в результате действия этих факторов.
Поэтому, целью даного проекта является выявление метаболических и белковых селекционных маркеров для получения сортов гороха с редуцированным про-воспалительным потенциалом, минимально увеличивающимся при хранении и термической обработке.

Задачи:
1. Постановка экспериментов по термической обработке и искусственному старению семян различных сортов гороха. В рамках данной задачи будет рассмотрен вклад сортовых различий растений гороха, ускоренного старения и термической обработки семян в процесс гликирования белков. Будет также проведена оценка качества семян гороха различных сортов до и после ускоренного старения.
2. Скрининг провоспалительных эффектов белковых экстрактов, глубоких гидролизатов белка и водно-метанольных извлечений из семян гороха различных сортов (как подвергшихся термической обработке и искусственному старению, так и интактных) в культуре клеток нейрабластомы человека. На этом этапе будет оцениваться эффект белковых компонентов и метаболитов семян гороха, который может проявляется в индукции про- или антивоспалительного ответа. Активация компонентов сигнальных каскадов, модулирующих воспалительный клеточный ответ, в ответ на воздействие белков, гидролизатов белков или вторичных метаболитов семян гороха будет оцениваться с помощью технологии мультипараметрического иммуноферментного анализа Luminex® xMAP® на модели клеточной линии нейробластомы человека SH-SY5Y – хорошо зарекомендовавшего себя объекта для изучения воспаления.
3. Широкомасштабный анализ метаболома семян гороха различных сортов. Проведение корреляционного анализа для аннотации метаболитов, предположительно обладающих про- или антивоспалительным действием. В рамках данной задачи будут рассмотрены паттерны метаболитов, как потенциальных предшественников КПГГ (реактивные карбонилы и сахара) в семенах, так и компонентов защитных механизмов (антиоксиданты и молекулы-ловушки карбонильных соединений). Полученные данные будут интерпретированы в контексте уровня гликирования белков и общего содержания отдельных продуктов гликирования в семенах.
4. Препаративное выделение потенциально про- и/или антивоспалительных метаболитов семян гороха и верификация их эффекта в культуре клеток нейрабластомы человека. На основании результатов Задач 1 и 2 будут из семян будут выделены метаболиты, потенциально обладающие про- и противовоспалительными свойствами. Полученные метаболиты будут верифицированы на культуре нейробластомы.
5. Широкомасштабный анализ протеома семян гороха. Аннотация белков, демонстрирующих повышенное относительное содержание в семенах сортов гороха, обладающих заметным про-воспалительным действием, выявленым в рамках Задачи 1.
6. Анализ глубоких гидролизатов белка, изолированных из семян различных сортов гороха. Аннотация аддуктов аминокислот, демонстрирующих повышенное относительное содержание в семенах сортов гороха, обладающих слабо и сильно выраженным провоспалительным эффектом, выявленым в рамках Задачи 1. Работы в рамках данного раздела будут опираться на глубокий ферментативный гидролиз изолированного белка семян с последующим количественным анализом гликированных аддуктов с помощью ион-парной обратнофазной хромато-масс-спектрометрии в полученных гидролизатах.
АббревиатураRFBR_EUREKA_mol_2020-1
СтатусАктивный
Действительная дата начала/окончания13/01/2031/12/20

Ключевые слова

  • гликирование белка
  • клеточная технология
  • метаболиты
  • молекулярные маркеры селекции
  • пищевая безопасность
  • ускоренная селекция