酶法制备花生肽及其免疫活性的研究

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花生中含有丰富的油脂和蛋白质,是我国重要的优势油料作物。花生蛋白虽然营养价值较高,但和大豆蛋白相比,因为前者生产成本高和功能性质弱,导致目前在食品工业中尚未得到广泛应用。因此,为提高花生产品的附加值,深度开发花生蛋白的功能特性或生物活性具有重要的意义。花生蛋白经酶解后产生的花生肽具有丰富的生物活性,这已被许多学者的研究结果所证实。目前在花生肽免疫活性研究方面虽已取得了一定的进展,但仍存在较多的问题,主要体现在未能通过分离纯化得到高活性的花生肽组分并获得其氨基酸序列,从而导致花生肽免疫活性与其分子结构之间的构效关系仍不明确。本文在优化花生蛋白酶解条件获得NO·自由基清除肽的基础上,通过培养RAW264.7巨噬细胞,从细胞水平上进一步研究超滤后花生肽组分的体外免疫活性;并连续使用凝胶过滤和制备高效液相色谱分离纯化花生肽,针对活性更高的花生肽组分,利用毛细管液相色谱-串联质谱联用技术对其进行分离和结构鉴定,分析花生肽一级结构与免疫活性的内在关系。主要研究结果如下:(1)分别采用Alcalase2.4L碱性蛋白酶、2709碱性蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和风味蛋白酶在各自最适条件下水解花生蛋白,最终确定了Alcalase2.4L碱性蛋白酶为制备花生免疫活性肽的最佳用酶。通过单因素实验,得到该酶的最优水解条件为:在400 W下超声预处理花生蛋白溶液5 min,底物浓度5%,加酶量7400 u/g,p H 8.0,时间3 h。在此条件下,花生蛋白水解度为19.47±0.21%,NO·清除率为50.70±1.65%(测试肽浓度为5 mg/m L)。在Alcalase2.4L碱性蛋白酶水解的基础上,再利用其他5种蛋白酶对花生蛋白进行二次水解,最终确定了中性蛋白酶为二次水解的最佳用酶,二次水解的最适条件为加酶量2480 u/g,时间30 min,p H 7.0,温度40℃。经双酶水解得到的花生肽NO·自由基清除率上升至60.23±1.32%,显著高于商品大豆肽和酪蛋白肽。相关性分析结果表明,较高的水解度是花生蛋白拥有良好NO·清除能力的必要条件,但在蛋白被充分水解后(如水解度超过22.6%时),水解度和NO·清除率之间无显著线性相关性。(2)通过超滤花生粗肽得到>3 k Da、1-3 k Da和<1 k Da三种花生肽组分,其中<1 k Da组分所占比例为72%左右,且免疫活性显著性高于花生粗肽和其他两种组分。通过比较花生肽的氨基酸组成可知,<1 k Da组分中疏水性和支链氨基酸占比高于花生粗肽。进一步研究了<1 k Da的花生活性短肽组分(Peanut Active Short peptide,PASP)对RAW264.7巨噬细胞的免疫调节作用。结果表明,一定浓度的PASP能够促进巨噬细胞的增殖,无细胞毒性。PASP浓度在200-800μg/m L内可以显著提高巨噬细胞吞噬能力。PASP可以极显著提高巨噬细胞NO的分泌量,同时能显著刺激巨噬细胞分泌细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α,表现出良好的免疫增强活性。而对于LPS刺激后的巨噬细胞,PASP进一步提高了细胞吞噬能力。PASP能够降低LPS刺激后巨噬细胞的NO、IL-1β和TNF-α的过度分泌,且呈浓度依赖性。PASP在低浓度(100μg/m L)时促进了巨噬细胞分泌IL-6,但随着PASP浓度的继续升高,PASP能抑制细胞分泌IL-6。因此,PASP同时具有免疫增强和免疫抑制的双向免疫调节活性。(3)连续采用G-15葡聚糖凝胶和制备型RP-HPLC对PASP进行分离纯化后得到了花生肽组分R4,其比花生粗肽PASP的免疫活性(促进巨噬细胞的NO分泌)提高了1.8倍,比花生粗肽提高了约4倍。对R4组分使用毛细管LC-MS/MS进行分离和结构鉴定,综合肽段的软件得分和丰度筛选得到六条优势肽段,分别为TFVPH、VPH、VPHA、FVPPFDHQ、TQFPR和LDQFPR。这六条肽段分别由3-8个氨基酸残基组成,相对分子质量在300.659 Da-493.740 Da之间,在氨基酸组成上含有丰富的疏水性氨基酸和碱性氨基酸;在氨基酸序列上存在2个疏水性氨基酸和1个碱性氨基酸相连的特征连接方式,同时含有2个重复出现的序列Val-Pro-His(重复出现3次)和Gln-Phe-Pro-Arg(重复出现2次),提示花生肽的高免疫活性除了与氨基酸种类相关,还很可能与其结构中含有这些特征序列有关。
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