鳙鱼肌肉蛋白肽的制备、分离纯化及生物活性的研究

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鳙鱼(Hypophthalmichthys nobilis)是我国四大家鱼之一,俗称花鲢。鳙鱼头味道鲜美,营养价值较高,深受人们的喜爱。鳙鱼鱼肉因其骨刺较多以及淡水鱼固有的土腥味,导致鱼肉利用率较低。发展淡水鱼精深加工从而提高其附加值成为一个重要研究方向。鳙鱼蛋白必需氨基酸含量丰富,氨基酸组成比例接近人体,是一种酶法制备生物活性肽的优质原料。因此,本研究以鳙鱼肌肉蛋白作为原料,通过酶法制备具有DPP-Ⅳ抑制活性,ACE抑制活性以及抗氧化活性的生物活性肽,并通过细胞实验评价其生物活性,为鳙鱼鱼肉蛋白深加工及应用提供理论依据。本研究应用胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶酶解鳙鱼鱼肉蛋白,测定了鳙鱼鱼肉蛋白的水解度及酶解产物的DPP-Ⅳ抑制活性、ACE抑制活性和抗氧化活性。同时测定了分子量分布并分析了水解度与分子量分布及生物活性的关系。结果表明,胃蛋白酶酶解产物同时具有较高的DPP-IV抑制能力、ACE抑制能力以及抗氧化活性;同时胃蛋白酶酶解物水解度相对较高,其分子量小于2 kDa 比例也最高。利用超滤、凝胶过滤层析与反相高效液相色谱相结合的方法对鳙鱼肌肉蛋白多肽进行分离,并在分离的每个阶段测定其生物活性。最后,通过液质联用的方法分别鉴定了 DPP-IV抑制肽、ACE抑制肽以及抗氧化肽,经过合成后分别测定了其生物活性,并选择活性较高的活性肽测定其EC50和IC50值。抗氧化肽MKAVCFSL具有较高的DPPH清除能力、还原力和亚铁离子螯合能力,其DPPH自由基清除能力EC50值为4.58 ± 0.15μM;YNLKERYAAW和YNRLPEL具有较高的ACE抑制活性,其IC50值分别为1.35±0.23μM和3.42±0.39 μM;IADHFL具有较高的DPP-Ⅳ抑制活性,其IC50值为610.1±82.6 μM。IADHFL体外模拟胃肠道消化实验表明,多肽被降解成IADHF和L,部分仍保持完整状态。构建Caco-2细胞膜单层膜模型,并测定细胞跨膜电阻TEER评价其完整性,通过构建Caco-2单层膜模型,测定DPP-IV抑制肽基于Caco-2细胞膜的表观渗透系数Papp,评价DPP-Ⅳ抑制肽IADHFL的完整吸收性及完整吸收途径,结果表明:经质谱鉴定,单层膜AP测检测到片段FL,BL侧降解成FL、DHFL、IADHF小片段,但仍有完整肽被检测出来。吸收渗透系数Papp(AP-BL)为(4.91 ± 1.90)× 10-8 cm/s,吸收机制研究结果显示,IADHFL完整吸收主要途径为旁路吸收。通过测定Caco-2细胞膜DPP-Ⅳ以及细胞外DPP-Ⅳ活性,探究IADHFL在细胞水平的DPP-IV抑制能力。结果表明,IADHFL能够显著降低Caco-2膜DPP-Ⅳ和胞外DPP-Ⅳ活性。同时,利用荧光定量PCR和Western Blot试验探究多肽对DPP-Ⅳ基因和蛋白表达量的影响,结果表明,IADHFL也能有效的抑制DPP-Ⅳ的表达水平。DPP-Ⅳ底物之一肠降血糖素(GLP-1)的含量也相应增加,其基因表达未受显著影响。为探究IADHFL促胰岛素分泌能力,通过Caco-2—INS-1细胞双层膜模型和多肽直接处理INS-1的方法,测定Ins-1细胞胰岛素分泌含量,结果表明,在2.8 mM和16.7 mM葡萄糖的刺激下,IADHFL能促进Ins-1细胞胰岛素的分泌。抗氧化肽MKAVCFSL经过模拟胃肠道消化试验,通过液质联用(LC-MS/MS)检测结果表明,部分被胃蛋白酶和胰蛋白酶降解为MKA、FSL、AVCFSL和MKAVCF小片段。利用H2O2刺激Caco-2细胞,使其处于氧化应激的环境,细胞毒性试验结果表明,MKAVCFSL能够保护Caco-2细胞H2O2造成的细胞损伤。为探究机制,测定了细胞内活性氧(ROS)以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA),结果表明,多肽能够显著清除细胞内ROS和MDA。此外,在氧化应激条件下,MKAVCFSL促进细胞内源性抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,而对过氧化物酶(CAT)无显著影响。同时,细胞内源性抗氧化物还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量显著增加。在未受H2O2诱导的Caco-2细胞内,MKAVCFSL也促进GSH含量显著增加而GSSG无显著变化。
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