双孢蘑菇边角料新型ACE抑制肽制备工艺优化及其特性研究

来源 :甘肃农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:renjie1986
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双孢蘑菇(Agaricus bisporus)是一种广泛种植的食用菌,但其除了除鲜销外,以加工成罐头产品等初级加工居多,在加工过程中约有10%的残次菇、菇柄和碎屑等边角料被丢弃,且造成资源浪费。为此,本研究以双孢蘑菇边角料为原料,使用碱溶酸沉法提取双孢蘑菇边角料蛋白,以ACE抑制率和蛋白质水解度为主要指标,采用响应面设计对双酶法制备双孢蘑菇源ACE抑制肽的工艺进行了优化;然后通过大孔树脂、葡萄糖凝胶层析法对得到的粗肽溶液进行了分离提纯,获取生物活性较高的组分,采用高效液相-质谱联用(LC-MS/MS)方法测定了ACE抑制肽的氨基酸顺序,并对其稳定性进行了验证;采用Discovery studio 2016分子对接法探究了活性肽的ACE抑制机制。以期为降血压功能食品或药品的潜在化合物开发提供科学依据和理论支撑,并为双孢蘑菇边角料的高值利用提供新途径。取得的主要研究结果如下:1.筛选了以双孢蘑菇边角料为原料提取蛋白的工艺条件。获得了采用碱溶酸沉法提取双孢蘑菇边角料蛋白的最优工艺条件为:料液比1∶3(W/V)、p H 9.9、提取时间2.6h、提取温度54.5℃,该条件下蛋白提取率达到60.76%。2.优化获得了双酶法制备双孢蘑菇边角料新型ACE抑制肽的工艺。选择经常被用来制备生物活性肽的五种蛋白酶为供试酶,对双孢蘑菇边角料蛋白进行酶解试验,以ACE抑制率和蛋白水解度作为考察指标,筛选出制备双孢蘑菇源ACE抑制肽效果最佳的两种酶分别为:碱性蛋白酶和复合蛋白酶,因此,以上述两种酶为供试蛋白酶进行复配,选择ACE抑制率为响应值,对双酶法制备双孢蘑菇源ACE抑制肽的工艺条件进行了优化。得到最佳工艺参数为:碱性蛋白酶∶复合蛋白酶=1∶1,p H值为8.4,酶解温度为44.5℃,酶解时间为3.5 h,此条件下ACE抑制率为65.12%。3.确立了双孢蘑菇源ACE抑制肽的分离纯化工艺。通过静态吸附试验确定了最佳的大孔吸附树脂,采用单因素试验探讨了最佳吸附树脂的最佳上样p H、上样流速、洗脱剂浓度和洗脱流速,然后利用葡萄糖凝胶G-100进行分级,并采用高效液相色谱测定纯化前后活性肽的分子量分布及纯化后活性肽的含量,然后采用反相高效液相色谱纯化分级后的活性肽。获得了最佳的大孔吸附树脂为DA201-C,其最佳纯化工艺为上样p H 5.0,上样流速2 BV/h,乙醇洗脱浓度70%,洗脱流速2 BV/h。在此条件下,活性肽的得率为92.65%。利用葡萄糖凝胶G-100分级后,获得的高活性组分通过高效液相色谱测定分析发现其可能由三种活性肽组成,其提取率为6.678%(以蘑菇蛋白计),ACE抑制率达到80.68%,此时,IC50=0.9mg/m L,说明纯化效果良好,通过反相高效液相色谱进一步纯化,发现分级后的组分由三种物质组成,其活性分别为74.68%、86.95%和80.62%,半抑制浓度IC50分别为1.25mg/m L、0.84mg/m L和0.92mg/m L。4.分析了双孢蘑菇源ACE抑制肽的作用机理及其稳定性。利用液质联用(LC-MS/MS)法鉴定了纯化后3种ACE抑制肽的氨基酸序列,分别为:LVYP(Leu-Val-Tyr-Pro)、VYPW(Val-Tyr-Pro-Trp)和YPWT(Tyr-Pro-Trp-Thr);然后采用Discovery studio分子对接软件分析了活性肽与ACE受体的结合方式,发现VYPW和YPWT两种四肽与Zn2+结合位点附近的酶活性位点结合,三种活性肽均占据S1和S2活性口袋,并分别通过与ACE受体中的Ala354、Gln281、His353和His513;Glu384、Tyr523和His353;Glu384和Ala354,及其他氨基酸残基结合,通过模拟胃肠道消化酶验证试验表明,获得的ACE抑制肽具有良好的稳定性。
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