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随着当前人们生活节奏加快、环境污染以及电子辐射加剧等因素,皮肤承受的外界刺激加重,引发各种皮肤问题。如氧化应激反应导致的皮肤炎症、色斑以及皱纹等。目前,市面上针对这些皮肤问题,主要使用维生素C(VC)、维生素E(VE)、烟酰胺以及熊果苷等抗氧化剂,而这些传统的抗氧化剂大多存在刺激性、弱稳定性和皮肤渗透性较弱等问题。因此,开发更加舒缓、稳定性高以及皮肤渗透性好的抗氧化功效成分能够为高效、安全地舒缓皮肤氧化应激问题带来新的解决方案。丝胶蛋白是家蚕(Bombyx mori)蚕丝中的组成部分,它在蚕丝中主要起保护及黏附丝素的作用。丝胶蛋白原本在传统缫丝中随工业废水排出,不仅是巨大的资源浪费,更会污染环境。随着对丝胶蛋白的深入研究,发现其具有良好的生物相容性、保湿、美白、抗氧化等功效,因此在材料学、组织工程学、化妆品领域得以应用。然而大分子量的丝胶蛋白不易透过皮肤,阻碍了其在化妆品领域的发展。将蛋白质进行酶解,不仅可以使其分子量降低,且得到的生物活性肽相比原蛋白或其组成氨基酸来说生物活性进一步提高。生物多肽具有多种突出活性,如抗高血压、抗糖尿病、抑菌以及抗氧化等。早期关于丝胶蛋白抗氧化肽的研究仅限于其抗氧化能力而并未深入研究其抗氧化机制。本研究认为更加深入地研究丝胶蛋白抗氧化肽的抗氧化组分及其抗氧化机制,对于丝胶蛋白抗氧化肽的产业应用具有重要意义。本研究首先通过优化丝胶蛋白抗氧化多肽的制备条件,以简单有效的方式制备丝胶蛋白抗氧化多肽;再进一步对丝胶蛋白多肽的抗氧化组分进行筛选;最后对筛选出的抗氧化组分进行抗氧化机制研究。主要研究结果如下:1、丝胶蛋白抗氧化肽的酶解提取本论文选择酶解的方式直接从蚕茧中酶解丝胶蛋白,从而制备活性多肽。首先,通过单独使用木瓜蛋白酶、单独使用碱性蛋白酶、先使用木瓜蛋白酶再使用碱性蛋白酶和先使用碱性蛋白酶再使用木瓜蛋白酶这四种酶解方式对丝胶蛋白进行酶解。并以水解度和体外抗氧化能力为指标,筛选出了单独使用碱性蛋白酶酶解的方式进行后续研究。随后,对影响碱性蛋白酶酶解的各个因素进行了单因素分析,并在此基础上进一步通过响应面分析确定了最优的酶解条件:温度为45.5℃、pH为10.37、酶浓度为310万U/L、浴比为1:30和时间为10 h。2、丝胶蛋白抗氧化肽的抗氧化组分筛选为了从丝胶蛋白酶解物(混合多肽)中筛选出主要的抗氧化活性组分,首先利用超滤法将酶解物进行脱盐并分离,得到S-1、S-2和S-3三个组分,各自占比分别为13%、35%和52%。其中S-1的相对分子质量主要集中于30 k Da至55 k Da之间,S-2的相对分子质量集中于5 k Da至30 k Da之间,S-3的相对分子质量则低于5 k Da,透皮扩散结果显示出分子量更小的S-3组分其透皮效果更好。进一步的,通过4种方法进行了三个组分体外抗氧化能力的测定,S-3组分相较于其他组分具有更加明显的羟自由基(·OH)清除能力。同时,在细胞水平上比较了各酶解物组分的抗氧化能力差异。首先,各酶解物组分的细胞毒性检测结果显示,随着分子量的降低,酶解物组分处理的细胞活力也随之增加。随后用各酶解物组分预处理细胞12 h,使用过氧化氢(H2O2)进行氧化损伤造模,之后分别对各组细胞活力、活性氧(reactive oxygen species,ROS)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)以及过氧化氢酶(CAT)水平进行了检测。结果显示,与H2O2损伤组相比,用不同酶解物组分处理均能明显提高细胞活力,其中S-3组分的作用更加显著;并且S-3组分相较于其他组分,能显著降低ROS的堆积以及减少细胞的脂质氧化,且明显增加SOD以及CAT的水平。以上实验结果说明,S-3组分具有更加显著的抗氧化能力,且其具有较好的稳定性。因此,本论文选择S-3组分进行后续研究。3、丝胶蛋白抗氧化肽组分S-3的抗氧化机理初探为了进一步探究丝胶蛋白抗氧化肽的抗氧化机理。首先验证了S-3组分的体外抗氧化能力,结果显示S-3组分的体外抗氧化能力明显具有剂量依赖性,为了解释S-3组分的体外抗氧化能力,对其进行了蛋白质组学分析,发现该组分共包含15种肽序列,且其中两种肽段为主要成分。通过氨基酸组成分析,发现S-3组分的体外抗氧化能力可能与其所含氨基酸残基相关。在HaCaT细胞的氧化损伤模型上,发现S-3组分能够有效地减少ROS堆积。并且能够减少细胞的脂质氧化以及降低H2O2对细胞活性的影响。进一步通过实时荧光定量PCR(q RT-PCR)、酶活性检测及蛋白质免疫印迹(Western blot)等技术,发现S-3组分在氧化应激状态下通过上调核因子E2相关因子2(NF-E2-related factor2,Nrf2)及其调控的抗氧化酶基因的表达水平,并通过抑制线粒体凋亡进而减少细胞的氧化损伤。