基于ACE2活性的牡蛎ACE抑制肽研究

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高血压是严重危害人类健康的常见慢性病之一,对于高血压的防治是近年来的研究热点。食源性血管紧张素转化酶(Angiotensin-converting Enzyme,ACE)抑制肽因其安全温和的特点,成为了高血压防治的重要研究对象。但是,对ACE抑制肽的研究通常仅以ACE的抑制活性为指标进行筛选和鉴定,随着血管紧张素转化酶2(Angiotensin-converting Enzyme 2,ACE2)在血压调控中的作用逐渐被人们熟知,ACE抑制肽是否会对ACE2的活性产生影响值得进一步探究。本研究首先以猪肾脏为原材料,制备工具酶ACE2。以太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)为原料,制备酶解产物并从中分离纯化ACE抑制肽。最后,探究了ACE抑制肽的酶解稳定性和吸收稳定性以及抑制肽的作用机制。首先,利用免疫印迹法(Western blot)进行分析,结果显示猪不同组织间ACE2的含量差异较大,猪肾脏中含量最高。在此基础上,以猪肾脏为材料,通过酸沉淀、硫酸铵盐析,结合多种柱层析方法对ACE2进行分离纯化。结果表明,ACE2分子量约为98 kDa,纯化倍数为149.8,得率为0.1%。对ACE2进行质谱鉴定,得到41个肽段,与猪ACE2的氨基酸序列高度一致。ACE2为金属蛋白酶,最适pH为7.0,最适温度为40℃。Zn2+能激活其活性,而Cu2+、Fe3+和Cd2+对ACE2的活性有抑制作用。圆二色谱分析发现,ACE2的热变性温度为67.5℃。PAS染色结果显示猪ACE2为糖蛋白。其次,以太平洋牡蛎为原料制备牡蛎肽。对牡蛎肽进行抗氧化性、DPP-Ⅳ抑制活性和ACE抑制活性的检测,结果显示,牡蛎肽的ACE抑制活性最为突出。因此,以ACE和ACE2为靶标酶,利用Superdex TM peptide 10/300 GL凝胶过滤柱和高效液相色谱从中分离纯化ACE抑制肽。对分离后的组分进行质谱鉴定,并经BIOPEP和分子对接对多肽进行筛选,得到了四条多肽PGY、IDN、GPT和GGSL。对ACE2的活性测定结果显示,PGY和IDN对ACE2的活性无影响,而GPT和GGSL对ACE2的活性有抑制作用,因此GPT和GGSL未用于进一步研究。PGY和IDN对ACE的IC50分别为1.0 mmol/L和2.1 mmol/L,抑制模式分别为混合性抑制和竞争性抑制,且均具备ACE酶切稳定性。PGY的体外抑制活性最强,故选择PGY和牡蛎肽粉为研究对象,建立HUVECs细胞模型探究其对高血压相关基因的影响。结果显示,三肽PGY和牡蛎肽粉均能通过下调AngⅡ/NOX2/ROS通路减少细胞内活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)的累积并降低ET-1的表达量。Caco-2细胞模型结果显示,PGY在小肠上皮细胞转运吸收中稳定性较差,因而在实际利用中应对其进行修饰或包埋,以提高其生物利用率。本研究从猪肾脏中获得了天然ACE2,为牡蛎ACE抑制肽的筛选和制备增加了靶标酶,为ACE抑制肽的功能活性研究提供了工具。牡蛎ACE抑制肽的制备及其作用机制的研究,为牡蛎源海洋功能性产品开发提供了理论基础。
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