干貨分享
干貨分享|如何用鏈長分布ICS數據計算聚合度?
支鏈淀粉糖由葡萄糖單體通過α-1,4-糖苷鍵線性連接和α-1,6-糖苷鍵支鏈連接,其結構主要由A鏈、B鏈和C鏈3種鏈段構成。其中,C鏈為主鏈,在每個支鏈淀粉分子中只有一條C鏈,一端為非還原端基,另一端為還原端基;B鏈為C鏈的支鏈,而A鏈為B鏈的側鏈,A鏈和B鏈只有非還原端基。

支鏈淀粉不同維度的模型:
(A)簇狀結構;(B)結晶區與無定型區結構;
(C)顆粒結構;(D)支鏈淀粉結晶雙螺旋結構
支鏈淀粉糖分子具有多個非還原端,經異淀粉酶作用后產生的葡萄糖鏈同樣具有多個羥基,這些分子在強堿性流動相中會全部或部分電離,并以陰離子的形式存在,通過陰離子交換作用分離,基于糖鏈的長度及帶電情況,各葡萄糖鏈在離子色譜柱上的保留不同,根據各色譜峰的峰面積及峰的個數可以判斷各葡萄糖鏈的分布,從而判斷支鏈淀粉糖的分子構型。通常可將鏈長分布分為4個部分:A鏈(DP6-12),B1鏈(DP13-24),B2鏈(DP25-36),B3鏈(DP>36)。根據標樣的圖譜可確定各個峰所對應的聚合度(degree of polymerization),以標樣為標準,各聚合度對應的峰面積即為鏈的數量,從而可計算出各聚合度支鏈占全部支鏈的數量百分數。通過峰值分析軟件確定A鏈(DP6-12),B1鏈(DP13-24),B2鏈(DP25-36),B3 鏈(DP>36)等不同鏈長部分比例。

A鏈:不含分支的外側鏈(DP=6-12);
B鏈:含有分支的內側連,是連接A鏈和C鏈的媒介(DP=12-60).
B1鏈(DP=13-24),B2(DP=25-36),B3鏈(DP>36);
C鏈:支鏈淀粉主鏈,直接與A鏈和B鏈相連接(平均DP>60)。
支鏈淀粉鏈長分布與淀粉結晶度的關系:
淀粉顆粒中的半結晶結構由支鏈淀粉組成,半結晶結構中的結晶片層結構主要由支鏈淀粉的雙螺旋緊密排列堆積而成,而無定形片層則主要是支鏈淀粉的分叉點構成,支鏈淀粉中鏈長分布會直接影響到淀粉顆粒的結晶度。
支鏈淀粉鏈長分布對淀粉糊化溫度的影響:
支鏈淀粉中DP≥12-16的鏈段數量增加會導致淀粉顆粒糊化溫度升高,而DP<12鏈段數量增加卻會使糊化溫度降低。支鏈淀粉團簇結構中有95%為DP≤24的鏈段,這些鏈段是影響淀粉顆粒糊化溫度的主要因素。其中DP為13是影響淀粉糊化溫度升降的臨界點。支鏈淀粉鏈長分布可以用來預測淀粉的糊化溫度,也就是通過調節相關酶及同工酶的調控基因改變支鏈淀粉的鏈長分布可獲得不同糊化溫度的淀粉。
支鏈淀粉鏈長分布與不同淀粉酶之間的相互關系:
淀粉鏈長分布(CLD)的詳細情況是由作用不同的組合酶形式包括淀粉結合酶、淀粉分支酶和淀粉脫分支酶的酶活速率的比率控制。根據淀粉鏈長分布的詳細情況,以非線性擬合的方式去獲取生物體中淀粉合成的狀態,得到不同酶的酶活性對淀粉CLD分布的貢獻。SSⅢa和SSⅣb的缺乏能夠顯著減少連接支鏈淀粉團簇的長鏈數量及支鏈淀粉分子量,進而導致淀粉積累的減慢,淀粉合成能力的降低,會使淀粉顆粒趨于圓形。淀粉磷酸化酶缺陷突變體的皺縮種子中淀粉的合成明顯受到抑制,淀粉顆粒部分呈現球形,而淀粉磷酸化酶突變體的飽滿種子中淀粉顆粒是呈多邊形。