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利用坛紫菜藻红蛋白制备脯氨酰内肽酶抑制肽

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-10-12
核心提示:脯氨酰内肽酶(PEP)也称脯氨酰寡肽酶,是一种能特异性水解低分子质量多肽链(<30 个氨基酸)羧基端脯氨酸残基的细胞内丝氨酸蛋白酶。
   脯氨酰内肽酶(PEP)也称脯氨酰寡肽酶,是一种能特异性水解低分子质量多肽链(<30 个氨基酸)羧基端脯氨酸残基的细胞内丝氨酸蛋白酶。在哺乳动物中,PEP参与组织中多种生理功能,如学习和记忆、细胞分裂与分化、信号转导、蛋白质分泌,可降解Substance P、激素样肽、神经活性肽等。当PEP表达水平上调时,通常会导致一些神经性疾病,如阿尔兹海默症、健忘症、抑郁症和精神分裂症的发生。
 
  集美大学食品与生物工程学院的谢雪琼、钟 婵、曹敏杰*等人拟以坛紫菜为研究对象,探讨胃、肠液蛋白酶对其消化特性,分析消化产物的PEP抑制活性,并优化制备PEP抑制肽的酶解条件,以期为坛紫菜高值化利用提供理论参考。
 
  1、坛紫菜模拟胃、肠液消化
 
  消化60 min后,产物中PEP抑制活性显着提高;继续经模拟肠液消化120 min后,终产物的PEP抑制活性没有明显变化。由此可知,坛紫菜中的蛋白质是PEP抑制活性肽的潜在资源,且胃、肠液,特别是胃液消化有助于提高其对PEP的抑制活性。
 
  2、R-PE的分离纯化
 
  坛紫菜经硫酸铵盐析、DEAE-Sepharose阴离子交换柱层析,分离得到R-PE,纯化倍数为6.0 倍,得率达17.0%。该R-PE纯度系数(A565 nm/A280 nm=5.4)较红毛藻源R-PE(A565 nm/A280 nm=5.1)高,达到试剂级(>4.0),但其得率较红毛藻源R-PE(43.4%)低。
 
  3、酶法制备PEP抑制肽的条件确定
 
  胃蛋白酶比例及消化时间的确定
 
  利用R-PE酶法制备PEP抑制肽的第1阶段酶解条件为:胃蛋白酶与R-PE比例0.5%(m/m)、酶解时间30 min,pH 1.2,温度37 ℃。
 
  混合酶比例及消化时间的确定
 
  利用R-PE酶法制备PEP抑制肽的第2阶段酶解条件为混合酶与R-PE比例0.25%(m/m)、酶解时间30 min、pH 7.5、温度37 ℃。
 
  4、R-PE水解液的Tricine-SDS-PAGE分析
 
  与酶解前的蛋白(泳道C)相比,胃蛋白酶和混合酶对R-PE均有明显的消化作用。在胃蛋白酶酶解5 min后,R-PE的α亚基、β亚基、γ亚基发生显着的降解;酶解5~30 min范围内,水解产物被胃蛋白酶继续降解;之后,进行第2阶段酶解,在30~60 min范围进一步被降解为更小分子的产物,而在90~150 min范围,酶解变化不明显。
 
  5、R-PE水解液的分子质量分布
 
  经过第1阶段胃蛋白酶酶解的R-PE,在第2阶段经混合酶得到进一步水解,特别是对分子质量大于5 kDa产物的酶解作用效果显着。由此知,经过两步酶解的R-PE几乎被完全水解,表明利用胃蛋白酶、混合酶对R-PE进行分步酶解,可制备出低分子质量、较高活性的R-PE源PEP抑制肽。
 
  6、R-PE水解液的PEP抑制活性
 
  R-PE水解液的PEP抑制活性IC50为136.35 μg/mL,低于其他动物来源的PEP抑制肽的IC50,如沙丁鱼鱼头水解液IC50(9 570±1 480)μg/mL、金枪鱼鱼头水解液IC50(3 300±1 050)μg/mL、酪蛋白钠水解产物IC50(770 μg/mL)、乳铁蛋白源PEP抑制肽PKH11的IC50(2 100±200)μg/mL。
 
  结 论
 
  本研究以福建高产的坛紫菜为原料,利用硫酸铵盐析和离子交换技术获得高纯度藻红蛋白,为对该蛋白的食品学功能分析创造了条件。利用胃、肠液消化酶分步酶解坛紫菜R-PE,并优化酶解条件获得PEP抑制肽的制备工艺。采用Tricine-SDS-PAGE验证酶解效果,凝胶过滤色谱法测得R-PE水解液中分子质量在3 kDa以下的小肽含量为86.06%。制备的R-PE酶解液通过可逆非竞争性抑制模式对PEP表现较高的抑制活性,其IC50为136.35 μg/mL。紫菜中含量丰富的R-PE是潜在的PEP抑制活性肽来源,今后有必要对PEP抑制肽进行分离纯化并解明它们的结构。本研究为坛紫菜作为功能性食品的高值化利用提供了理论参考。
 
 
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