大豆ACE抑制肽的选择性制备及其作用机理研究

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高血压是一种全球性的公共健康问题,每年造成约9400万人死亡,是全球首要致死因素。ACE抑制肽,是一类通过抑制ACE活性而达到降血压效果的小分子多肽的总称,因其降血压效果明显、无毒副作用而受到广泛关注。因此开发一种具有高ACE抑制活性的多肽具有极强的社会价值。本文以大豆分离蛋白为原料,ACE抑制活性为筛选指标,综合考虑蛋白回收率、肽得率和水解度等指标,优化高ACE抑制活性大豆肽的酶解制备工艺,并分析了不同酶解条件对其ACE抑制活性的影响规律。结果表明大豆ACE抑制肽的最佳酶解工艺为在底物浓度7.5%(w/w),Alcalase?2.4L添加量(w/w)0.75%,温度55℃,pH 7.5条件下酶解8 h,制备得到的大豆分离蛋白酶解产物(SPIH)IC50值为0.185 mg/mL。为建立操作简单适合工厂生产的ACE抑制肽纯化工艺,本文依次采用膜超滤法、乙醇分级分离、吸附色谱法对上述SPIH中ACE抑制肽进行选择性分离富集。结果表明,最佳纯化工艺为:通过膜超滤法获得SPIH中<3 kDa组分(F4)并采用乙醇分级纯化,收集溶于75%乙醇溶液组分(F4-2)。采用活性炭作为吸附材料进行吸附,将F4-2溶于去离子水中,使其终浓度为10 mg/mL,按底物蛋白:活性炭质量比为2:1加入吸附材料,调节体系pH至3.0于室温下震荡吸附2 h后抽滤,收集沉淀,并用去离子水冲洗至中性,加入等体积75%乙醇溶液,在室温下震荡解析2 h后,抽滤收集上清液所获得的大豆ACE抑制肽IC50值为0.0188 mg/mL,较SPIH活性提高了10.4倍,证实了选择性富集ACE抑制肽工艺的有效性。根据疏水性值和PeptideRanker多肽活性预测得分对鉴定的62条多肽进行筛选,选取了12条多肽进行化学合成和活性验证,并探讨其作用机理。结果表明IY、FF、LVF、WMY、YVVF、LVLL等6条多肽均具备优异的ACE抑制活性,IC50值分别为0.53±0.02μM、0.27±0.01 mM、0.36±0.01 mM、0.55±0.02 mM、0.72±0.02 mM、0.73±0.02 mM。分子模拟对接结果表明6条多肽均与ACE中C域的亲和力更好,具有明显C域选择性,且可与ACE主要活性构象S2’中His353、His513、Lys511、Gln281,主要活性构象S1中Ala354、Glu384、Tyr523以及其他活性构象中His383、Glu411、Ala356、His387等重要活性位点形成氢键,同时还可与ACE活性中心Zn701产生相互作用,从而达到抑制效果。经体外模拟胃肠道消化研究发现6条多肽均会被进一步完全水解,其中IY消化产物的ACE抑制活性仅下降3.37±0.02%,WMY消化产物的ACE抑制活性上升了22.10±1.57%。经BIOPEP数据库验证,其消化产物中WM、VF、YV、LVL均为已报道的ACE抑制肽,因此本文鉴定的多肽在消化后仍具有较好的ACE抑制活性。
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