1. 研究目的与意义
大米蛋白主要由清蛋白、球蛋白、醇溶性蛋白和谷蛋白等四种蛋白组成，其氨基酸组成平衡合理，且氨基酸含量高，是其它植物蛋白所无法比拟的。大米蛋白被公认为优质的食品蛋白，符合WHO/FAO推荐的理想模式。大米蛋白的生物价很高，其营养价值高，可与鸡蛋、牛乳、牛肉相媲美。另外，大米蛋白不会产生过敏反应，对生产婴幼儿食品是十分有利的。大米蛋白不仅具有独特的营养功能，还有其它一些保健功能，近年以来在婴幼儿产品和高端领域具有广阔的开发前景。然而随着中国工业化快速展，部分省市以污染环境为代价导致土壤中重金属严重超标。这些重金属通过自然循环系统富集在植物中，并通过食物链进入人体从而引发一系列疾病危害生命健康。重金属离子易于在肾脏中累积，进而可能损害肾脏所处的泌尿系统，主要表现为近端肾小管功能障碍，甚至导致癌症或者死亡。因此研究大米蛋白的水解物与金属离子之间的相互作用具有重要的意义，为后续金属离子的消减技术和开发优质米蛋白产品、响应国家优质粮食工程建设提供基础。
2. 研究内容和预期目标
研究内容 ：大米中的蛋白质由很多种，但是根据前人的研究可知，球蛋白和谷蛋白结合金属离子的结合比例相对较高，但是，谷蛋白不易溶于水，会为其水解带来麻烦，因此，选择球蛋白作为多肽的获得来源。而一般蛋白质与金属螯合并不是所有氨基酸残基都会参加，而是某一个特定的部位，或者在活性中心部位，因此，需要对较大的蛋白质进行水解，这时候就需要水解酶的选取，水解最优条件的确定，后续蛋白质水解酶的除去，水解物中多肽的分离，肽序列测定，以及多肽与金属离子的螯合和特性鉴定等过程。同时，本实验重点研究的是大米球蛋白水解物与金属铜离子的相互作用，金属铜离子是某些酶的辅基，通过肽螯合铜离子可以抑制酶的活性，从而可以抑制某些生理生化反应，为生产和生活带来益处，这也是本实验的最终期待达到的宏观目的。
拟解决的关键问题：本实验选用的蛋白质是前一位实验者留下来的量充足的大米球蛋白，要得到小分子肽需要对球蛋白进行水解，得到足够的水解液，如何选择水解条件成为第一关键问题；水解后的小分子肽有很多，大小不一，这时候就需要对小分子的肽进行提取分离，此为第二关键问题；分离得到的肽会有多种，通过对肽序列的测定，找到共同点或者相似的肽段或氨基酸残基，就可以粗略地发现肽与金属螯合的规律，进而寻找到肽与金属离子之间的互作关系，这也是本实验第三关键问题也是最关键核心的环节。
写作提纲：摘要——关键词——摘要和关键词对应的英文翻译——前言——材料与方法——结果与分析——讨论——参考文献
3. 国内外研究现状
大米中重金属超标已经是迫切需要解决的问题。众多研究表明镉主要与大米中的蛋白结合，少量在纤维素中，而大米淀粉中的镉含量极少，因此将大米淀粉与大米蛋自分离开来，能有效的控制镉大米的危害。研究表明，不同农作物之间对不同重金属的吸收能力存在差异，稻米是对镉富集能力突出的农作物之一。镉主要结合在大米的蛋白部分。杨居荣等研究了水稻籽粒中镉的结合形态，指出大米中8%的蛋白富集了60%以上的镉。赵新民将镉与蛋白质形成的络合物定义为镉结合蛋白。Stone等提出镉结合蛋白中的硫元素含量较高。何笃修等纯化出玉米根的镉结合蛋白中含硫的半胱氨酸含量达29.6%。镉与大米蛋白的结合能力受大米蛋白种类的影响。李铭红等对不同农作物对重金属镉的吸收能力做了研究，得出不同农作物对镉富集系数的排序为水稻gt;大豆gt;大麦gt;玉米gt;小麦。美国重金属研究专家ChaneyRL也指出水稻属于镉强积累的农作物。尹仁文等人认为与大米蛋白相比,米渣蛋白对镉的结合能力更强。此外,两种蛋白对镉的结合不仅是简单的物理吸附作用,蛋白中的巯基和羧基对镉的结合具有重要作用。此外，稻米对于不同的重金属的富集能力也尽不相同，稻米对土壤中镉的吸收能力较明显的高于铜、锌、汞、砷、铅等重金属。这些都表明在土壤环境被污染时水稻易吸收镉成为镉大米。同时，李坤权等人还对不同大米品种之间镉吸收能力的差异做了相关研究，指出糙米中的镉浓度和积累速率与水稻产量呈显著正相关，即高产伴随高镉，籼米中镉浓度显著高于粳米。这为镉大米事件频繁发生在南方多种植籼米的地区做出解释，同时也证明了培育低镉富集能力的水稻新品种来解决镉污染大米的可能性。
陈露等人采用石墨炉原子吸收光谱法测定不同品种、不同加工精度大米及大米4种蛋白质中的镉含量。采用Osborne分级法提取大米中的4种蛋白质，以及超滤、离子交换色谱从镉含量较高的大米蛋白中分离纯化出均一纯度的大米镉结合蛋白，运用SDS-PAGE鉴定大米镉结合蛋白的纯度及测定分子质量。刘珊珊以镉含量较高的大米为原料，采用碱法、热变性和乙醇沉淀提取分离大米镉结合蛋白，凝胶色谱、SDS-PAGE纯化出纯度均一的大米镉结合蛋白，及氨基酸自动分析仪、FTIR分析其氨基酸组成和二级结构，探讨大米镉结合蛋白的形成机理，拟为大米中镉的吸收和转化以及减少镉对人体的损伤奠定理论基础。
4. 计划与进度安排
研究计划：
3月15日之前完成对该实验课题的基本认知情况，并熟悉本课题的一些相关实验操作，完成试剂和仪器的购买工作；
3月15日-4月1日完成该毕业论文课题的预实验，同时书写开题报告、综述等内容；
5. 参考文献
[1] 尹仁文，陈正行，李娟等.大米蛋白与米渣蛋白对镉的结合能力对比研究[J].食品工业科技，网络首发2018-12-29.
[2] 刘肠，易翠平.稻米中镉的分布规律及降镉方法研究进展[J].粮食深加工及食品，2018,1（43）：110-113.
[3]甄燕红.中国部分市售稻米Cd、Zn、Se含量及其食用安全评价[D].南京:南京农业大学，2008.
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